CN105358107B - 包含由多孔聚烯烃纤维形成的非织造纤网的吸收性制品 - Google Patents

Abstract

本发明提供了包含包括多个聚烯烃纤维的非织造纤网的吸收性制品。所述聚烯烃纤维由热塑性组合物形成，所述热塑性组合物包含含有聚烯烃基质聚合物的连续相和纳米包含物添加剂。纳米包含物添加剂作为离散的纳米级相区域分散在连续相内。当拉伸时，所述纳米级相区域能够以独特的方式与基质相互作用以产生纳米孔的网络。

Description

包含由多孔聚烯烃纤维形成的非织造纤网的吸收性制品

相关申请

本发明要求申请号为61/833,981的美国临时申请(于2013年6月12日提交)和申请号为61/907,580的美国临时申请(于2013年11月22日提交)的优先权，将其引入本文作为参考。

发明背景

吸收性制品，如尿布或女性护理制品，通常由设置在液体可渗透的顶片和通常液体不可渗透的底片之间的吸收性元件构成，所述顶片限定朝向身体设置的“朝向身体的”表面，所述底片限定远离身体设置的“朝向服装的”表面。聚烯烃非织造纤网通常用于吸收性制品的组件和/或层的构造中。例如，许多吸收性制品的底片是由聚烯烃非织造纤网形成的。虽然其具有许多有益的特性，但是仍然希望通过将基于石油的聚烯烃的总含量减到最少以降低吸收性制品产品的碳足迹。为此，已经进行各种尝试以将气体发泡剂用在聚烯烃纤维中以产生多孔的“泡沫”结构，从而降低纤维的密度并进而降低聚烯烃含量。不幸的是，多孔结构的可加工性和拉伸性能通常由于不可控的孔径和分布而被破坏。因此，目前需要这样的吸收性制品的纤维和纤网，其可以具有降低的石油基聚合物的消耗，但仍然可以显示良好的特性。

发明概述

根据本发明的一个实施方案，公开了包含设置在底片和顶片之间的吸收性元件的吸收性制品。所述吸收性制品包括非织造纤网，所述非织造纤网包括多个由热塑性组合物形成的纤维，所述热塑性组合物包含含有聚烯烃基质聚合物的连续相和以离散域的形式分散在连续相内的纳米包含物添加剂。在组合物中限定了多孔网络，其包括多个平均横截面尺寸为约800纳米或更小的纳米孔。

本发明的其他特征和方面在下文更详细地讨论。

附图的简要说明

针对本领域普通技术人员而言，本发明的完整且能够实现的公开内容，包括其最佳模式，在说明书的剩余部分更具体地阐述，其参照附图，其中：

图1是本发明的吸收性制品的一个实施方案的透视图；

图2是在液氮中冷冻断裂后的实施例1的纤维(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的SEM显微照片(1,000X)；

图3是在液氮中冷冻断裂后的实施例1的纤维(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的SEM显微照片(5,000X)；

图4是实施例1的纤维表面(聚丙烯、聚乳酸和聚环氧化物)的SEM显微照片(10,000X)；

图5是在液氮中冷冻断裂后的实施例2的纤维(聚丙烯和聚环氧化物)的沿轴向尺寸的SEM显微照片(1,000X)；

图6是在液氮中冷冻断裂后的实施例2的纤维(聚丙烯和聚环氧化物)的沿轴向尺寸的SEM显微照片(5,000X)；

图7是在液氮中冷冻断裂后的实施例3的纤维(聚丙烯、聚乳酸、聚环氧化物和界面改性剂)的沿轴向尺寸的SEM显微照片(1,000X)；

图8是在液氮中冷冻断裂后的实施例2的纤维(聚丙烯、聚乳酸、聚环氧化物和界面改性剂)的沿轴向尺寸的SEM显微照片(5,000X)；

图9是可以用于本发明的一个实施方案以形成聚烯烃纤维的方法的示意图；

图10是在液氮中冷冻断裂后的实施例5的纤维的SEM显微照片(4,270X)；

图11是在液氮中冷冻断裂后的实施例5的纤维的SEM显微照片(9,170X)；

图12-13是在液氮中冷冻断裂后的实施例6的纤维的SEM显微照片；

图14是在液氮中冷冻断裂后的实施例7的纤维的SEM显微照片；和

图15是实施例7的粘合纤网的SEM显微照片。

代表性实施方案的详细描述

现在将详细参照本发明的各种实施方案，其一个或多个实例在下文阐述。每个实例以解释本发明而不是限制本发明的方式提供。事实上，对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分举例说明或描述的特征，可以用于另一个实施方案以产生又一个实施方案。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同方案的范围内的这样的修改和变化。

一般来说，本发明涉及能够吸收水或其他流体的吸收性制品。一些吸收性制品的实例包括但不限于个人护理吸收性制品，如尿布、训练裤、吸收性内裤、成人失禁制品、女性卫生产品(例如，卫生巾)、泳衣、婴儿揩巾、手套揩巾等；医疗吸收性制品，如服装、开窗术材料、垫料、绷带、吸收性帷帘和医用揩巾；食品用揩巾；服装制品等等。不论预期应用如何，吸收制品通常包含设置在底片和顶片之间的吸收性元件(例如，芯层、浪涌层、传递延迟层等)。值得注意地，吸收性元件、底片和/或顶片以及一个或多个吸收制品的其它组件(例如耳片、防护翼、侧片等)包含含有由热塑性组合物形成的多个纤维的非织造纤网。所述热塑性组合物包含包括聚烯烃基质聚合物的连续相，还包含与所述聚烯烃基质聚合物至少部分地不相容的纳米包含物添加剂，使得所述纳米包含物添加剂作为离散的纳米级相区域分散在连续相中。在拉伸纤维的过程中，当所述组合物经受变形和拉伸应变时，本发明人已发现这些纳米级相区域能够以独特的方式相互作用以产生孔的网络。也就是说，认为由于材料的不相容性引起的应力集中，拉伸应变可以在离散相区域附近引发加强的局部剪切区域和/或应力加强区域(例如，正应力)。这些剪切和/或应力加强区域导致在邻近区域的聚烯烃基质中的一些初始剥离。一旦初始孔形成，位于区域之间的基质可以可塑地变形以产生局部变窄(或颈缩)并且应***化的内部伸展区域。该过程能够通过在伸展方向上增长的组合物的本体形成孔，从而当分子取向导致增强机械强度的应***化时，导致多孔网络的形成。

通过以上提到的技术，在聚烯烃纤维中可以形成独特的多孔网络，因此在给定的单位体积的纤维中，被孔占据的平均体积百分比可以为每cm³纤维约15％至约80％，在一些实施方案中为约20％至约70％，并且在一些实施方案中为约30％至约60％每立方厘米纤维。在这样的孔体积的情况下，所述组合物可以具有相对低的密度，例如约0.90克每立方厘米(“g/cm³”)或更小，在一些实施方案中为约0.85g/cm³或更小，在一些实施方案中为约0.80g/cm³或更小，在一些实施方案中为约0.10g/cm³至约0.75g/cm³，并且在一些实施方案中为约0.20g/cm³至约0.70g/cm³。在多孔网络中的大部分孔还是“纳米级”尺寸(“纳米孔”)，如具有约800纳米或更小，在一些实施方案中为约5至约700纳米，并且在一些实施方案中为约10至约500纳米的平均横截面尺寸的那些。术语“横截面尺寸”通常是指孔的特征尺寸(例如宽度或直径)，所述特征尺寸与孔的主轴(例如长度)基本正交，并且通常还与拉伸过程中所施加的应力的方向基本正交。所述纳米孔可以具有范围为约100至约5000纳米，在一些实施方案中为约50至约2000纳米，并且在一些实施方案中为约100至约1000纳米的平均轴向尺寸。所述“轴向尺寸”为主轴方向上的尺寸(例如长度)，其通常是在拉伸的方向上。这样的纳米孔例如可以占聚烯烃纤维中总孔体积的约15vol.％或更多，在一些实施方案中为约20vol.％或更多，在一些实施方案中为约30vol.％至约100vol.％，以及在一些实施方案中为约40vol.％至约90vol.％。

现在将更详细地描述本发明的各种实施方案。

I.热塑性组合物

A.聚烯烃基质

聚烯烃通常占热塑性组合物的约60wt.％至约99wt.％，在一些实施方案中占热塑性组合物的约60wt.％至约98wt.％，和在一些实施方案中占热塑性组合物的约80wt.％至约95wt.％。聚烯烃可以具有约100℃至约220℃，在一些实施方案中为约120℃至约200℃，和在一些实施方案中为约140℃至约180℃的熔融温度。熔融温度可以根据ASTM D-3417采用差示扫描量热法("DSC")来测定。适合的聚烯烃可以例如包括乙烯聚合物(例如，低密度聚乙烯("LDPE")、高密度聚乙烯("HDPE")、线性低密度聚乙烯("LLDPE")等)、丙烯均聚物(例如，间同立构、无规立构、全同立构等)、丙烯共聚物等等。在一个具体的实施方案中，所述聚合物为丙烯聚合物，如均聚丙烯或者丙烯共聚物。丙烯聚合物例如可以由基本上全同立构的聚丙烯均聚物或者含有等于或低于约10wt.％的其它单体，即按重量计至少约90％的丙烯的共聚物形成。这样的均聚物可以具有约140℃至约170℃的熔点。

当然，其他聚烯烃也可以用于本发明的组合物中。在一个实施方案中，例如，聚烯烃可以是乙烯或丙烯与另一种α-烯烃，如C₃-C₂₀α-烯烃或者C₃-C₁₂α-烯烃的共聚物。适合的α-烯烃的具体实例包括1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二碳烯；以及苯乙烯。特别希望的α-烯烃共聚单体是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。这样的共聚物的乙烯或丙烯含量可以为约60摩尔％至约99摩尔％，在一些实施方案中为约80摩尔％至约98.5摩尔％，和在一些实施方案中为约87摩尔％至约97.5摩尔％。α-烯烃的含量同样可为约1摩尔％至约40摩尔％，在一些实施方案中为约1.5摩尔％至约15摩尔％，和在一些实施方案中为约2.5摩尔％至约13摩尔％。

用于本发明的示例性烯烃共聚物包括可以以名称EXACT^TM得自Texas的Houston的ExxonMobil Chemical Company的基于乙烯的共聚物。其它适合的乙烯共聚物可以以名称ENGAGE^TM、AFFINITY^TM、DOWLEX^TM(LLDPE)和ATTANE^TM(ULDPE)得自Michigan的Midland的DowChemical Company。其它适合的乙烯聚合物描述于Ewen等人的第4,937,299号美国专利；Tsutsui等人的第5,218,071号美国专利；Lai等人的第5,272,236号美国专利；和Lai等人的第5,278,272号美国专利。适合的丙烯共聚物也可以商购自Houston的Texas的ExxonMobilChemical Co.，名称为VISTAMAXX^TM；Belgium的Feluy的Atofina Chemicals，名称为FINA^TM(例如，8573)；可得自Mitsui Petrochemical Industries的TAFMER^TM；以及可得自Michigan的Midland的Dow Chemical Co.的VERSIFY^TM。适合的聚丙烯均聚物可包括Exxon Mobil3155聚丙烯、Exxon Mobil Achieve^TM树脂，和Total M3661 PP树脂。适合的丙烯聚合物的其它实例描述于Datta等人的第6,500,563号美国专利；Yang等人的第5,539,056号美国专利；Resconi等人的第5,596,052号美国专利。

任意各种已知技术通常都可以用于形成烯烃共聚物。例如，烯烃聚合物可以采用自由基或者配位催化剂(例如，Ziegler-Natta)形成。优选地，烯烃聚合物可以由单中心配位催化剂，如茂金属催化剂形成。这样的催化剂体系制备了这样的乙烯共聚物，其中共聚单体在分子链内无规分布并且在整个不同分子量的部分中均匀分布。茂金属催化的聚烯烃例如描述于McAlpin等人的第5,571,619号美国专利；Davis等人的第5,322,728号美国专利；Obijeski等人的第5,472,775号美国专利；Lai等人的第5,272,236号美国专利；和Wheat等 人的第6,090,325号美国专利中。茂金属催化剂的实例包括双(正丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(环戊二烯基-1-芴基(flourenyl))二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。用茂金属催化剂制备的聚合物通常具有窄的分子量范围。例如茂金属催化的聚合物可以具有4以下的多分散性数值(M_w/M_n)、受控的短链支化分布以及受控的全同立构规整度。

B.纳米包含物添加剂

如本文所使用的，术语“纳米包含物添加剂”通常是指能够以纳米级尺寸的离散区域的形式分散在聚合物基质内的材料。例如，在拉伸之前，区域可以具有约1至约1000纳米，在一些实施方案中为约5至约800纳米，在一些实施方案中为约10至约500纳米，和在一些实施方案中为约20至约200纳米的平均横截面尺寸。区域可以具有各种不同的形状，如椭圆形、球形、圆柱形、板状、管状等。在一个实施方案中，例如，区域具有基本上椭圆的形状。基于连续相聚烯烃基质的重量，纳米包含物添加剂通常采用的量为热塑性组合物的约0.05wt.％至约20wt.％，在一些实施方案中为约0.1wt.％至约10wt.％，和在一些实施方案中为约0.5wt.％至约5wt.％。纳米包含物添加剂在整个热塑性组合物中的浓度同样地可以是热塑性组合物的约0.01wt.％至约15wt.％，在一些实施方案中为约0.05wt.％至约10wt.％，和在一些实施方案中为约0.3wt.％至约6wt.％。

由于所述纳米包含物添加剂与所述聚烯烃部分不相容，因此其可以基本上均匀地分布到聚烯烃基质中，但是以离散区域的形式分布到聚烯烃基质中。这样的部分不相容性可以通过各种方式实现。在某些实施方案中，例如，所述纳米包含物添加剂可以具有与聚烯烃基质相容并且允许其均匀分布在其中的非极性组分(例如烯烃)。然而，所述添加剂还可以包括与所述聚烯烃基质不相容的极性组分，从而使其合并或分离成离散区域。这样的组分可以包括低或高分子量的极性分子链段或嵌段、离子基团、带电荷或不带电荷的极性区域和/或极性分子基团。供选择地，所述添加剂的性质可以是完全非极性的，但是具有能形成离散区域的特定的物理特性。例如，在某些实施方案中，所述纳米包含物添加剂在特定温度以上是可以与聚烯烃相容的或可混溶的，但是在低于临界共溶温度的温度下发生相分离。以这样的方式，所述纳米包含物添加物可以与聚烯烃在熔融相中形成稳定的共混物，但是当温度降低时，所述连续相结晶并分离，以使所述纳米包含物添加剂可以相分离、合并并形成分离的纳米级区域。

只要可以形成期望的区域，那么纳米包含物添加剂的具体状态或形式就不是关键的。例如，在一些实施方案中，纳米包含物添加剂在室温下(例如，25℃)可以是液体或半固体形式。这样的液体可以容易地分散在基质中以形成亚稳态分散体，然后通过降低共混物的温度急冷以保持区域尺寸。在40℃下测得的该液体或半固体材料的动态粘度通常为约0.7至约200厘沲(“cs”)，在一些实施方案中为约1至约100cs，和在一些实施方案中为约1.5至约80cs。适合的液体或半固体材料可包括例如硅酮、硅酮-聚醚共聚物、脂族聚酯、芳族聚酯、亚烷基二醇(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等)、烷二醇(例如，1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2,2,4-三甲基-1,6-己二醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇等)、胺氧化物(例如辛基二甲基氧化胺)、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺(例如油酸酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺、亚乙基双(硬脂酰胺)等)、矿物和植物油等。一种特别适合的液体或半固体是聚醚多元醇，其例如可以从BASF Corp以商标名WI商购。

在又一个实施方案中，纳米包含物添加剂是固体形式，其可以是无定形的、结晶或半结晶的。例如，纳米包含物添加剂的性质可以是聚合的，并且具有相对高的分子量以帮助改进热塑性组合物的熔体强度和稳定性。如上所述，纳米包含物添加剂与聚烯烃基质部分不相容。这样的添加剂的一个实例是微晶聚烯烃蜡，其通常源自乙烯和/或C₃-C₁₀-烷-1-烯，如源自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯和1-癸烯。微晶蜡通常具有相对低的熔融温度，如约30℃至约150℃，在一些实施方案中为约50℃至约140℃，和在一些实施方案中为约80℃至约130℃。在这样低的熔融温度下，当在熔融相中时，蜡可以与聚烯烃形成混溶的共混物，但当温度降低并且聚合物结晶或固化时，蜡将分离和合并，形成分开的纳米级区域。

聚合纳米包含物添加剂的另一个实施例是包含极性和非极性组分的官能化的聚烯烃。极性组分可以例如由一个或多个官能团提供，并且非极性组分可以由烯烃提供。纳米包含物添加剂的烯烃组分可以一般地由任意直链或支链α-烯烃单体、源自烯烃单体的低聚物或聚合物(包括共聚物)形成，如以上所述的。纳米包含物添加剂的官能团可以是任何基团、分子链段和/或嵌段，其向分子提供极性组分并且与烯烃基质聚合物是不相容的。与聚烯烃不相容的分子链段和/或嵌段的实例可以包括丙烯酸酯、苯乙烯、聚酯、聚酰胺等。官能团可以具有离子性质并包含带电的金属离子。特别适合的官能团是马来酸酐、马来酸、富马酸、马来酰亚胺、马来酰肼、马来酸酐和二胺的反应产物、甲基纳迪克酸酐、二氯马来酸酐、马来酰胺等。马来酸酐改性的聚烯烃特别适用于本发明。这样的改性的聚烯烃通常通过将马来酸酐接枝到聚合物主链材料上形成。这样的马来酸化的聚烯烃以名称得自E.I.du Pont de Nemours and Company，如P系列(化学改性的聚丙烯)、E系列(化学改性的聚乙烯)、C系列(化学改性的乙烯醋酸乙烯酯)、A系列(化学改性的乙烯丙烯酸酯共聚物或三元共聚物)或N系列(化学改性的乙烯-丙烯、乙烯-丙烯二烯单体(“EPDM”)或乙烯-辛烯)。供选择地，马来酸化的聚烯烃也以名称得自Chemtura Corp.、以名称Eastman G系列得自Eastman Chemical Company和以名称得自Arkema。

在某些实施方案中，聚合纳米包含物添加剂还可以是反应性的。这样的反应性纳米包含物添加剂的一个实例是聚环氧化物，其平均每分子含有至少两个环氧乙烷环。不希望受理论的限制，认为这样的聚环氧化物分子可以与组合物的某些组分经历反应(例如，链延伸、侧链支化、接枝、共聚物形成等)，从而在不显著降低玻璃化转变温度的情况下改进熔体强度。反应性添加剂还可以提供聚烯烃和其他更多极性添加剂如微米包含物添加剂之间的相容性，并且可以改进分散均匀性并降低微米包含物添加剂的尺寸。例如，如下文将更加详细地描述的，本发明的某些实施方案可以采用聚酯作为微米包含物添加剂。在这样的实施方案中，反应性纳米包含物添加剂可以通过聚酯的羧基末端基团实现亲核开环反应(酯化)或通过羟基实现亲核开环反应(醚化)。可以同样发生噁唑啉副反应以形成酯酰胺部分。通过这样的反应，聚酯微米包含物添加剂的分子量可以升高以抵消在熔融过程中通常观察到的降解。本发明人已发现太多反应可以导致聚合物主链之间的交联。如果允许这样的交联进行到显著的程度，所产生的聚合物共混物可以变脆并难以加工成具有期望强度和伸长特性的纤维。

在这方面，本发明人已经发现具有相对低环氧官能的聚环氧化物可以是特别有效的，其可以通过其“环氧当量”定量。环氧当量反映含有一分子环氧基团的树脂的量，并且其可以通过将改性剂的数均分子量除以分子中环氧基团的数量来计算。本发明的聚环氧化物通常具有约7,500至约250,000克每摩尔，在一些实施方案中为约15,000至约150,000克每摩尔，和在一些实施方案中为约20,000至100,000克每摩尔的数均分子量，多分散指数通常为2.5至7。聚环氧化物可以含有小于50个，在一些实施方案中为5至45个，和在一些实施方案中为15至40个环氧基团。进而，环氧当量可以小于约15,000克每摩尔，在一些实施方案中为约200至约10,000克每摩尔，和在一些实施方案中为约500至约7,000克每摩尔。

聚环氧化物可以是直链或支链的均聚物或共聚物(例如，无规、接枝、嵌段等)，其包含末端环氧基团、骨架环氧乙烷单元和/或环氧侧基。用于形成这样的聚环氧化物的单体可以有所不同。在一个具体的实施方案中，例如，聚环氧化物含有至少一种环氧官能的(甲基)丙烯酸单体组分。如本文所使用的，术语“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸单体，以及其盐或酯，如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体。例如，适合的环氧官能的(甲基)丙烯酸单体可以包括但不限于含有1,2-环氧基团的那些，如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。其他适合的环氧官能的单体包括烯丙基缩水甘油醚、乙基丙烯酸缩水甘油酯和衣康酸缩水甘油酯(glycidyl itoconate)。

如上所述，聚环氧化物通常具有相对高的分子量，以使其不仅可以导致链延伸，还可以帮助实现期望的共混物形态。因此，在2160克的负载和190℃的温度下测定的产生的聚合物的熔体流动速率通常为约10至约200克每10分钟，在一些实施方案中为约40至约150克每10分钟，和在一些实施方案中为约60至约120克每10分钟。

聚环氧化物通常还包括至少一种直链或支链α-烯烃单体，如具有2至20个碳原子和优选为2至8个碳原子的那些。具体实例包括乙烯、丙烯、1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯；和苯乙烯。特别期望的α-烯烃共聚单体是乙烯和丙烯。另一种适合的单体可以包括非环氧官能的(甲基)丙烯酸单体。这样的(甲基)丙烯酸单体的实例可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯，丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸甲基环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基丁酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸肉桂酯、甲基丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯等，以及其组合。

在本发明的一个特别期望的实施方案中，所述聚环氧化物是由环氧官能的(甲基)丙烯酸单体组分、α-烯烃单体组分和非环氧官能的(甲基)丙烯酸单体组分形成的三元共聚物。例如，聚环氧化物可以是乙烯-甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物，其具有以下结构：

其中x、y和z为1或更大。

环氧官能的单体可以使用多种已知技术形成聚合物。例如，含有极性官能团的单体可以接枝到聚合物主链上以形成接枝共聚物。这样的接枝技术在本领域是熟知的并描述于例如第5,179,164号美国专利中。在其他实施方案中，可以使用已知的自由基聚合技术，如高压反应、齐格勒-纳塔催化剂反应体系、单位点催化剂(例如，金属茂)反应体系等使含有环氧官能团的单体与单体共聚以形成嵌段或无规共聚物。

可以选择单体组分(或多种单体组分)的相对比例以实现环氧反应性和熔体流动速率之间的平衡。更具体地，高环氧单体含量可以导致良好的反应性，但是太高的含量可以使熔体流动速率降低到使聚环氧化物不利地影响聚合物共混物的熔体强度的程度。因此，在大多数实施方案中，环氧官能的(甲基)丙烯酸单体(或多种(甲基)丙烯酸单体)占共聚物的约1wt.％至约25wt.％，在一些实施方案中为约2wt.％至约20wt.％，和在一些实施方案中为约4wt.％至约15wt.％。α-烯烃单体(或多种α-烯烃单体)可以同样地占共聚物的约55wt.％至约95wt.％，在一些实施方案中为约60wt.％至约90wt.％，和在一些实施方案中为约65wt.％至约85wt.％。当采用时，其他单体组分(例如，非环氧官能的(甲基)丙烯酸单体)可以占共聚物的约5wt.％至约35wt.％，在一些实施方案中为约8wt.％至约30wt.％，和在一些实施方案中为约10wt.％至约25wt.％。可以用于本发明的适合的聚环氧化物的一个具体实例以名称AX8950或AX8900商购自Arkema。例如，AX8950具有70至100g/10min的熔体流动速率且具有7wt.％至11wt.％的甲基丙烯酸缩水甘油酯单体含量、13wt.％至17wt.％的丙烯酸甲酯单体含量和72wt.％至80wt.％的乙烯单体含量。另一种适合的聚环氧化物以名称PTW商购自DuPont，其为乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物，并且具有12g/10min的熔体流动速率。

除了控制用于形成聚环氧化物的单体的类型和相对含量以外，还控制总重量百分比以实现期望的益处。例如，如果改性水平太低，可能不能实现熔体强度和机械特性的期望的升高。然而，本发明人还发现，如果改性水平太高，加工可由于的强的分子相互作用(例如，交联)和环氧官能团引起的物理网络形成而受限。因此，基于组合物中采用的聚烯烃的重量，聚环氧化物通常采用的量为约0.05wt.％至约10wt.％，在一些实施方案中为约0.1wt.％至约8wt.％，在一些实施方案中为约0.5wt.％至约5wt.％，和在一些实施方案中为约1wt.％至约3wt.％。基于组合物的总重量，聚环氧化物还可以占约0.05wt.％至约10wt.％，在一些实施方案中占约0.05wt.％至约8wt.％，在一些实施方案中占约0.1wt.％至约5wt.％，和在一些实施方案中占约0.5wt.％至约3wt.％。

其他反应性纳米包含物添加剂还可以用于本发明，如噁唑啉官能化的聚合物、氰化物官能化的聚合物等。当采用时，这样的反应性纳米包含物添加剂可以在针对聚环氧化物的上述浓度内采用。在一个具体实施方案中，可以采用噁唑啉接枝的聚烯烃，其为使用含噁唑啉环的单体接枝的聚烯烃。噁唑啉可以包括2-噁唑啉，如2-乙烯基-2-噁唑啉(例如，2-异丙烯基-2-噁唑啉)、2-脂肪烷基-2-噁唑啉(例如，可获自油酸、亚油酸、棕榈油酸、鳕油酸、芥酸和/或花生四烯酸的乙醇酰胺)及其组合。在另一个实施方案中，例如，噁唑啉可以选自蓖麻油酸噁唑啉马来酸酯、十一基-2-噁唑啉、大豆-2-噁唑啉、蓖麻-2-噁唑啉及其组合。在又一个实施方案中，噁唑啉选自2-异丙烯基-2-噁唑啉、2-异丙烯基-4,4-二甲基-2-噁唑啉及其组合。

在本发明的某些实施方案中，多种纳米包含物添加剂可以组合使用。例如，第一纳米包含物添加剂(例如，聚环氧化物)可以以平均横截面尺寸为约50至约500纳米，在一些实施方案中为约60至约400纳米，和在一些实施方案中为约80至约300纳米的区域的形式分散。第二纳米包含物添加剂还可以以比第一纳米包含物添加剂更小的区域，如平均横截面尺寸为约1至约50纳米，在一些实施方案中为约2至约45纳米，和在一些实施方案中为约5至约40纳米的区域的形式分散。当采用时，基于连续相(基质聚合物(或多种基质聚合物))的重量，第一和/或第二纳米包含物添加剂通常占热塑性组合物的约0.05wt.％至约20wt.％，在一些实施方案中为约0.1wt.％至约10wt.％，和在一些实施方案中为约0.5wt.％至约5wt.％。第一和/或第二纳米包含物添加剂在整个热塑性组合物中的浓度可以同样地为热塑性组合物的约0.01wt.％至约15wt.％，在一些实施方案中为约0.05wt.％至约10wt.％，和在一些实施方案中为约0.1wt.％至约8wt.％。

还可以任选地采用纳米填料用于第二纳米包含物添加剂，其实例可以包括碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、纳米粘土、金属纳米颗粒、纳米二氧化硅、纳米氧化铝等。纳米粘土是特别适合的。术语“纳米粘土”一般是指粘土材料(天然存在的矿物质、有机改性的矿物质或合成纳米材料)的纳米颗粒，其通常具有薄片结构。纳米粘土的实例包括，例如，蒙脱石(2:1层状蒙皂石粘土结构)、膨润土(主要由蒙脱石形成的层状硅酸铝)、高岭土(具有板状结构和经验式Al₂Si₂O₅(OH)₄的1:1铝硅酸盐)、埃洛石(具有管状结构和经验式Al₂Si₂O₅(OH)₄的1:1铝硅酸盐)等。适合的纳米粘土的实例是其为蒙脱石纳米粘土并可商购自Southern Clay Products,Inc。合成纳米粘土的其他实例包括但不限于混合金属氢氧化物纳米粘土、层状双氢氧化物纳米粘土(例如，海泡石(sepiocite))、锂皂石、水辉石、皂石、indonite等。

如果期望，纳米粘土可以包含表面处理以帮助改进与基质聚合物(例如，聚酯)的相容性。表面处理可以是有机或无机的。在一个实施方案中，采用通过有机阳离子与粘土的反应获得的有机表面处理。适合的有机阳离子可以包括，例如，能够与粘土交换阳离子的有机季铵化合物，如二甲基双[氢化牛脂]氯化铵(2M2HT)、甲基苄基双[氢化牛脂]氯化铵(MB2HT)、甲基三[氢化牛脂烷基]氯化物(M3HT)等。市售有机纳米粘土的实例可以包括，例如，43B(Italy的Livorno的Laviosa Chimica)，其为用二甲基苄基氢化牛脂铵盐改性的蒙脱石粘土。其他实例包括25A和30B(Southern ClayProducts)和Nanofil 919(Chemie)。如果期望，纳米填料可以与载体树脂共混以形成色母粒，其提高添加剂与组合物中的其他聚合物的相容性。特别适合的载体树脂包括，例如，聚酯(例如，聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯等)；聚烯烃(例如，乙烯聚合物、丙烯聚合物等)；等等，如上文更详细地描述的。

不论使用何种材料，通常选择所述纳米包含物添加剂以具有特定的粘度(或熔体流动速率)来确保离散区域和所产生的孔可被适当地维持。例如，如果纳米包含物添加剂的粘度过低(或熔体流动速率过高)，则其倾向于遍布连续相不可控地流动并分散。这导致难以维持并还可能过早断裂的薄片状、板状区域或共连续相结构。相反地，如果粘度过高(或熔体流动速率过低)，则其倾向于聚集在一起并形成非常大的椭圆形区域，其在共混期间是难以分散的。这可能导致纳米包含物添加剂遍布整个连续相的不均匀分布。例如，聚烯烃的熔体流动速率与聚合物纳米包含物添加剂的熔体流动速率之比可以例如为约0.2至约8，在一些实施方案中为约0.5至约6，和在一些实施方案中为约1至约5。根据ASTM D1238，在2160克的负载下和在高于熔融温度(例如190℃)约40℃的温度下测定时，纳米包含物添加剂可以例如具有约0.1至约100克每10分钟，在一些实施方案中为约0.5至约50克每10分钟，和在一些实施方案中为约5至约15克每10分钟的熔体流动速率(以干基计)。同样地，根据ASTMD1238，在2160克的负载下和在至少高于熔融温度(例如230℃)约40℃的温度下测定时，聚烯烃可以具有约0.5至约80克每10分钟，在一些实施方案中为约1至约40克每10分钟，和在一些实施方案中为约5至约20克每10分钟的熔体流动速率(以干基计)。

C.微米包含物添加剂

虽然不要求，但本发明的组合物还可以采用微米包含物添加剂。如本文所使用的，术语“微米包含物添加剂”通常指能够以微米级尺寸的离散区域的形式分散在所述聚合物基质内的任何材料。例如，在拉伸前，所述区域可具有约0.1μm至约25μm、在一些实施方案中为约0.5μm至约20μm和在一些实施方案中为约1μm至约10μm的平均横截面尺寸。当采用时，本发明人已发现当经历变形和伸长应变(例如，拉伸)时，微米级和纳米级相区域能够以独特的方式相互作用以产生孔的网络。也就是说，认为由于材料的不相容性引起的应力集中，伸长应变可以在微米级离散相区域附近引发加强的局部剪切区域和/或应力强度区域(例如，正应力)。这些剪切和/或应力强度区域导致在邻近微米级区域的聚合物基质中的一些初始剥离。然而，值得注意地，在纳米级离散相区域附近产生的局部剪切和/或应力强度区域还可以与微米级区域重叠，导致在聚合物基质中发生甚至进一步的剥离，从而产生大量的邻近纳米级区域和/或微米级区域的纳米孔。

微米包含物添加剂的具体性质不是关键的，并且可以包括液体、半固体或固体(例如，无定形、结晶或半结晶)。在某些实施方案中，微米包含物添加剂在性质上是聚合的并拥有相对高的分子量，以帮助改善热塑性组合物的熔体强度和稳定性。通常，所述微米包含物添加剂聚合物一般不可与基质聚合物相容。以这种方式，添加剂可以作为离散的相区域在基质聚合物的连续相内更好地分散。离散区域能够吸收由外力产生的能量，这增加了所得到的纤维的整体韧度和强度。所述区域可具有各种不同形状，如椭圆形、球形、圆柱形、板状、管状等。在一个实施方案中，例如，所述区域具有大致椭圆形的形状。单个区域的物理尺寸通常足够小以使当施加外部应力时穿过纤维的裂纹传播减至最低限度，但是足够大以引发微观塑性变形并且允许在颗粒包含物处和周围出现剪切区域。

微米包含物添加剂可以具有特定的熔体流动速率(或者粘度)来确保离散区域和所产生的孔可被适当地维持。例如，如果添加剂的熔体流动速率过高，则其倾向于遍布连续相不可控地流动并分散。这导致难以维持并还可能过早断裂的薄片状、板状区域或共连续相结构。相反地，如果添加剂的熔体流动速率过低，则其倾向于聚集在一起并形成非常大的椭圆形区域，其在共混期间是难以分散的。这可能导致添加剂遍布整个连续相的不均匀分布。在这方面，本发明人已经发现，微米包含物添加剂的熔体流动速率与基质聚合物的熔体流动速率之比通常为约0.5至约10，在一些实施方案中为约1至约8，和在一些实施方案中为约2至约6。在2160克的负载下和在其熔融温度(例如，210℃)以上至少约40℃下测定时，微米包含物添加剂可以例如具有约5至约200克每10分钟，在一些实施方案中为约20至约150克每10分钟，和在一些实施方案中为约40至约100克每10分钟的熔体流动速率。

除了以上所述的性能以外，也可选择微米包含物添加剂的机械特性，以实现期望的多孔网络。例如，当施加外力时，可以在离散相区域处和周围产生应力集中(例如包括正应力或剪切应力)和剪切和/或塑性屈服区，这是因为由添加剂和基质聚合物的弹性模量的差异所引起的应力集中。较大的应力集中促进了在区域中更加集中的局域化塑性流动，这使得所述区域当被赋予应力时变得明显伸长。这些伸长的区域能够使所述组合物呈现出更加柔韧和柔软的行为。为了增强所述应力集中，可将微米包含物添加剂选成具有比聚烯烃基质相对高的杨氏弹性模量。例如，添加剂的弹性模量与聚烯烃基质的弹性模量之比通常为约1至约250，在一些实施方案中为约2至约100，和在一些实施方案中为约2至约50。微米包含物添加剂的弹性模量例如可以为约200至约3500兆帕(MPa)，在一些实施方案中为约300至约2000MPa，和在一些实施方案中为约400至约1500MPa。相反地，聚烯烃的弹性模量例如可以为约100至约1,500MPa，和在一些实施方案中为约200至约1000MPa。供选择地，微米包含物添加剂的弹性模量可以低于聚烯烃基质的弹性模量。弹性模量可以例如为约10MPa至约100MPa，以及任选为约20MPA至约80MPa。

虽然可以采用具有以上所示性能的多种微米包含物添加剂，但是这样的添加剂的特别适合的实例可以包括：苯乙烯共聚物(例如，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯等)；含氟聚合物，如聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)等；聚乙烯醇；聚醋酸乙烯酯；聚酯，如脂族聚酯，如聚己内酯、聚酰胺酯、聚乳酸(PLA)及其共聚物、聚乙醇酸、聚碳酸亚烷基酯(例如，聚碳酸亚乙酯)、聚-3-羟基丁酸酯(PHB)、聚-3-羟基戊酸酯(PHV)、3-羟基丁酸酯与4-羟基丁酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)、3-羟基丁酸酯与3-羟基己酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基辛酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基癸酸酯的共聚物、3-羟基丁酸酯与3-羟基十八烷酸酯的共聚物和基于琥珀酸酯的脂族聚合物(例如，聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸己二酸丁二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯等)，脂族-芳族共聚酯(例如，聚己二酸对苯二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二酸乙二醇酯、聚己二酸间苯二酸乙二醇酯、聚己二酸间苯二酸丁二醇酯等)，芳香族聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等)等等。

特别适合的是这样的微米包含物添加剂，其性质上通常为刚性并且到达使其具有相对高的玻璃化转变温度的程度。例如，玻璃化转变温度("T_g")可为约0℃或更高，在一些实施方案中为约5℃至约100℃，在一些实施方案中为约30℃至约80℃，在一些实施方案中为约50℃至约75℃。玻璃化转变温度可以根据ASTM E1640-09通过动态机械分析来测定。

一种特别适合的刚性聚酯是聚乳酸，其通常可源自乳酸的任意异构体的单体单元，如左旋乳酸(“L-乳酸”)、右旋乳酸(“D-乳酸”)、内消旋乳酸(meso-lactic acid)或其混合物。单体单元也可以由乳酸的任意异构体的酸酐，包括左旋丙交酯、右旋丙交酯、内消旋丙交酯(meso-lactide)或其混合物形成。也可以采用这样的乳酸和/或丙交酯的环状二聚体。任意已知的聚合方法，如缩聚或开环聚合，均可以用来聚合乳酸。可以采用少量的扩链剂(例如，二异氰酸酯化合物、环氧化合物或者酸酐)。聚乳酸可以是均聚物或者共聚物，如含有源自L-乳酸的单体单元和源自D-乳酸的单体单元的均聚物或者共聚物。虽然不要求，但是源自L-乳酸的单体单元和源自D-乳酸的单体单元之一的含量比率优选为约85摩尔％或者更高，在一些实施方案中为约90摩尔％或者更高，和在一些实施方案中为约95摩尔％或者更高。多种聚乳酸可以以任意百分比共混，其中每种均具有不同的源自L-乳酸的单体单元与源自D-乳酸的单体单元之比。当然，聚乳酸也可以与其它类型的聚合物(例如，聚烯烃、聚酯等)共混。

在一个具体的实施方案中，聚乳酸具有以下通式结构：

本发明中可使用的适合的聚乳酸聚合物的一个具体实例可商购自Germany的Krailling的Biomer,Inc.，名称为BIOMER^TM L9000。其它适合的聚乳酸聚合物可商购自Minnesota的Minnetonka的Natureworks LLC或者MitsuiChemical(LACEA^TM)。还有其它适合的聚乳酸被描述于第4,797,468号、第5,470,944号、第5,770,682号、第5,821,327号、第5,880,254号和第6,326,458号美国专利中，出于所有目的将其全部内容在此引入本文作为参考。

聚乳酸通常具有约40,000至约180,000克每摩尔，在一些实施方案中为约50,000至约160,000克每摩尔，和在一些实施方案中为约80,000至约120,000克每摩尔的数均分子量("M_n")。同样，所述聚合物还通常具有约80,000至约250,000克每摩尔，在一些实施方案中为约100,000至约200,000克每摩尔，和在一些实施方案中为约110,000至约160,000克每摩尔的重均分子量("M_w")。重均分子量与数均分子量之比("M_w/M_n")，即"多分散性指数"也是相对低的。例如，多分散性指数通常为约1.0至约3.0，在一些实施方案中为约1.1至约2.0，和在一些实施方案中为约1.2至约1.8。重均和数均分子量可以通过本领域技术人员已知的方法测定。

一些类型的净聚酯(例如，聚乳酸)可以从周围环境中吸收水，以使其具有基于起始聚乳酸的干重计约百万分之500至600("ppm")，或者甚至更高的水分含量。水分含量可以用本领域已知的各种方式测定，如根据ASTM D 7191-05，例如下文所描述的。因为在熔融加工期间水的存在可以水解降解聚酯并降低其分子量，所以有时候在共混之前希望干燥聚酯。在大多数的实施方案中，例如，希望可再生的聚酯在与微米包含物添加剂共混之前具有约百万分之300("ppm")或更低，在一些实施方案中为约200ppm或者更低，在一些实施方案中为约1至约100ppm的水分含量。聚酯的干燥可以例如在约50℃至约100℃，和在一些实施方案中约70℃至约80℃的温度下发生。

无论采用何种材料，可以选择热塑性组合物中的微米包含物添加剂的相对百分比以获得期望的性能，而没有显著影响所产生的组合物。例如，基于组合物中采用的聚烯烃基质的重量，微米包含物添加剂通常的用量为热塑性组合物的约1wt.％至约30wt.％，在一些实施方案中为约2wt.％至约25wt.％，和在一些实施方案中为约5wt.％至约20wt.％。微米包含物添加剂在整个热塑性组合物中的浓度可以同样地占约0.1wt.％至约30wt.％，在一些实施方案中为约0.5wt.％至约25wt.％，和在一些实施方案中为约1wt.％至约20wt.％。

D.其它组分

出于各种不同原因，可在组合物中应用多种成分。例如，在一个具体的实施方案中，可在热塑性组合物中应用界面改性剂以帮助降低纳米包含物和/或微米包含物添加剂与聚烯烃基质之间的摩擦和连通性程度，并因此增强剥离的程度和均匀性。以这种方式，所述孔可以以更加均匀的方式遍布组合物分布。改性剂可以在室温(例如25℃)下呈液体或半固体形式，以使得该改性剂具有相对低的粘度，使其更容易被结合到该热塑性组合物中并容易转移至该聚合物表面。认为通过降低在聚烯烃基质和添加剂间的界面处的物理力，该改性剂的低粘度疏水性质可帮助促进剥离。如在本文中所用的，术语“疏水的”通常是指具有约40°或更大，且在一些情况下为60°或更大的空气中水的接触角的材料。相反地，术语“亲水的”通常是指具有小于约40°的空气中水的接触角的材料。用于测量接触角的一种适合的测试是ASTM D5725-99(2008)。

虽然不要求，但界面改性剂可以特别适用于其中采用微米包含物添加剂和其中纳米包含物添加剂为固体(例如，聚合物材料)的实施方案。适合的疏水性、低粘度界面改性剂可以包括例如，上述的液体和/或半固体。一种特别适合的界面改性剂是聚醚多元醇，其例如可以从巴斯夫公司以商标名WI商购。另一种适合的改性剂是部分可再生酯，其例如可以从Hallstar以商标名IM商购。

当采用时，基于连续相聚烯烃基质的重量，该界面改性剂可占热塑性组合物的约0.1wt.％至约20wt.％，在一些实施方案中为约0.5wt.％至约15wt.％，以及在一些实施方案中为约1wt.％至约10wt.％。同样地，该界面改性剂在整个热塑性组合物中的浓度占约0.05wt.％至约20wt.％，在一些实施方案中为约0.1wt.％至约15wt.％，以及在一些实施方案中为约0.5wt.％至约10wt.％。当按照上述量时，该界面改性剂具有这样的特性，即该特性能够使其容易转移至聚合物的界面表面并且在不扰乱热塑性组合物的整体熔融特性的情况下促进剥离。例如，热塑性组合物的熔体流动速率还可以与聚烯烃基质的熔体流动速率相似。例如，根据ASTM D1238，在2160克的负载和190℃下测定的，该组合物的熔体流动速率(以干基计)可以为约0.1至约250克每10分钟，在一些实施方案中为约0.5至约200克每10分钟，以及在一些实施方案中为约5至约150克每10分钟。

也可采用增容剂以改善区域与基质之间的界面粘附并降低区域与基质之间的界面张力，从而允许在混合过程中形成较小的区域。适合的增容剂的实例例如可以包括用环氧基或顺丁烯二酸酐化学部分官能化的共聚物。马来酸酐增容剂的一个实例是马来酸酐接枝的聚丙烯，其可从Arkema以商品名Orevac^TM 18750和Orevac^TM CA 100商购。当应用时，基于连续相基质的重量，该增容剂可占该热塑性组合物的约0.05wt.％至约10wt.％，在一些实施方案中为约0.1wt.％至约8wt.％，以及在一些实施方案中为0.5wt.％至约5wt.％。

也可在该热塑性组合物中应用其它适合的材料，如添加以增强该热塑性组合物的加工性能和机械性能的催化剂、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、固体溶剂、成核剂、微粒、纳米填料和其它材料。然而，本发明的一个有益方面是可在不需要各种常规添加剂如发泡剂(例如氯氟烃、氢氯氟烃、烃、二氧化碳、超临界二氧化碳、氮等)和孔引发填料(例如碳酸钙)的情况下提供良好的性能。事实上，该热塑性组合物通常可以不含发泡剂和/或孔引发填料。例如这样的发泡剂和/或填料存在的量可以为不多于约1wt.％的热塑性组合物，在一些实施方案中为不多于约0.5wt.％，以及在一些实施方案中为约0.001wt.％至约0.2wt.％。此外，由于所产生的组合物的如在下文更详细描述的应力发白性能，所述所产生的组合物可以在无需常规颜料如二氧化钛的情况下获得不透明颜色(例如白色)。例如，在某些实施方案中，颜料可以以不多于约1wt.％，在一些实施方案中不多于约0.5wt.％，以及在一些实施方案中为约0.001wt.％至约0.2wt.％的热塑性组合物的量存在。

II.共混

为了形成热塑性组合物，通常采用各种不同已知技术中的任意一种将组分共混在一起。例如，在一个实施方案中，组分可以单独提供或组合提供。例如，所述组分可首先被干混在一起以形成基本均匀的干燥混合物，并且它们也可被同时或陆续供应至分散共混所述材料的熔融加工装置。可采用分批次的和/或连续的熔融加工技术。例如，可利用混合机/捏合机、班布里混合机、法劳连续混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、滚碎机等来共混和熔融加工这些材料。特别适合的熔融加工装置可以是同向双螺杆挤出机(例如可从NewJersey的Ramsey的Werner&Pfleiderer Corporation获得的ZSK-30挤出机或从England的Stone的Thermo Electron Corp.获得的Thermo Prism^TM USALAB 16挤出机)。这样的挤出机可包括进料口和通风口并提供高强度的分布式和分散式混合。例如，组分可被进料至该双螺杆挤出机的相同或不同的进料口并熔融混合以形成基本均匀的熔融混合物。如果需要，其它添加剂也可被注入到该聚合物熔体中和/或在沿挤出机长度的不同位置处被单独进料至该挤出机中。

无论选用何种具体加工技术，所产生的熔融共混组合物通常包含纳米包含物添加剂的纳米级区域和任选的微米包含物添加剂的微米级区域。可控制剪切/压力程度和热来确保充分分散，但不高到不利地降低区域尺寸以使得它们不能实现期望性能的程度。例如，共混通常在约180℃至约300℃，在一些实施方案中为约185℃至约250℃，在一些实施方案中为约190℃至约240℃的温度下进行。同样，在熔融加工过程中的表观剪切速率的范围为从约10秒^-1至约3000秒^-1，在一些实施方案中为50秒^-1至约2000秒^-1,以及在一些实施方案中为100秒^-1至约1200秒^-1。表观剪切速率可以等于4Q/πR³，其中，Q是聚合物熔体的体积流动速率(“m³/s”)，且R为熔融聚合物流动经过的毛细管(例如挤出机模头)的半径(“m”)。当然，也可控制其它变量，如与生产速率成反比的在熔融加工过程中的停留时间，以获得期望程度的均质性。

为了获得期望的剪切条件(例如速率、停留时间、剪切率、熔融加工温度等)，挤出机螺杆(多个挤出机螺杆)的速度可在一定范围内选择。通常，由于额外的机械能输入该***中，随着螺杆速度的增加，可观察到产品温度的增高。例如，螺杆速度可以为约50至约600转每分钟(“rpm”)，在一些实施方案中为约70至约500rpm，以及在一些实施方案中为约100至约300rpm。这可在不负面影响所产生的区域尺寸的情况下产生用于分散纳米包含物添加剂的足够高的温度。也可通过在挤出机的混合部中应用一个或多个分布式和/或分散式混合元件来使熔体剪切速率增加，转而使添加剂被分散的程度增加。用于单螺杆挤出机的适合的分布式混合机可包括例如Saxon混合机、Dulmage混合机、Cavity Transfer混合机等。同样，适合的分散式混合机可包括Blister ring混合机、Leroy/Maddock混合机、CRD混合机等。如在本领域内公知的那样，可通过在圆筒中使用导致聚合物熔体折叠和再取向的销钉来进一步改善所述混合，例如在Buss Kneader挤出机、Cavity Transfer混合机和VortexIntermeshing Pin(VIP)混合机中所使用的那些。

III.纤维形成

如本文所使用的，术语“纤维”一般是指通过将聚合物穿过成型孔例如模头而形成的伸长的挤出物。除非另外说明，术语“纤维”包括具有一定长度的非连续纤维和基本连续的纤丝。纤丝基本上可以具有例如远大于其直径的长度，如长度与直径之比(“纵横比”)大于约15,000比1，以及在一些情况下大于约50,000比1。

由热塑性组合物形成的纤维通常可以具有任何期望的构型，包括单组分和多组分(例如，皮芯型构型、并列型构型、分割的饼构型、海中岛型构型等)。也可以使用中空纤维(单组分和/或双组分)，例如，Carter等人的第6,642,429号美国专利中所描述的。在一些实施方案中，纤维可以包含一种或多种另外的聚合物作为组分(例如，双组分)或成分(例如，双成分)，以进一步提高强度、可加工性和其它性质。例如，热塑性组合物可以形成皮/芯双组分纤维的芯组分，而另外的聚合物可以形成皮组分，反之亦然。另外的聚合物可以为期望的任何聚合物，如，聚酯，例如聚乳酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯等；聚烯烃，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚醋酸乙烯酯；聚氯乙烯醋酸酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，例如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；和聚氨酯。

任意各种方法可以用来形成根据本发明的纤维。例如，可以将上述热塑性组合物挤出穿过喷丝头并淬火。参照图9，例如，更详细地显示了形成纤维的方法的一个实施方案。在该具体实施方案中，将本发明的热塑性组合物从料斗14进料至挤出机12中。可以利用任何常规技术将共混物供给到料斗14。将挤出机12加热到足以将熔融聚合物挤出的温度。然后挤出的组合物通过聚合物导管16至喷丝头18。例如，喷丝头18可以包括含有纺丝组件的外壳，所述纺丝组件具有多个堆叠在彼此上方的板，且具有设置成形成用于引导聚合物组分的流动路径的开口模式。喷丝头18还具有设置成一排或多排的开口。当聚合物从开口中挤出时，所述开口形成向下挤出的丝帘。方法10还使用了淬火鼓风机20，淬火鼓风机20设置在从喷丝头18延伸的纤维帘附近。来自淬火鼓风机20的空气将从喷丝头18延伸的纤维淬火。淬火空气可以如图9所示从纤维帘的一侧或从纤维帘的两侧引入。

为了形成具有期望长度的纤维，通常熔融拉伸淬火后的纤维，例如，使用如图9所示的纤维拉伸装置22。用于熔融纺丝聚合物的纤维拉伸装置或抽吸装置在本领域是熟知的。用于本发明方法的适合的纤维拉伸装置包括第3,802,817号和第3,423,255号美国专利所示类型的线性纤维抽吸装置。纤维拉伸22通常包括伸长的垂直通道，纤维经由该通道通过从该通道侧面进入且向下流动通过该通道的吸入空气(aspirating air)来拉伸。加热器或鼓风机24向纤维拉伸装置22提供吸入空气。吸入空气将纤维和环境空气熔融拉伸穿过纤维拉伸装置22。气体的流动导致纤维被熔融拉伸或变细，这增加了形成纤维的聚合物的分子取向或结晶度。当使用纤维拉伸装置时，可以选择“拉伸”比以帮助实现期望的纤维长度。“拉伸”比是指拉伸后纤维的线速度(例如，导丝辊42或带孔表面(未显示)的线速度)除以挤出后纤维的线速度)。例如，熔融拉伸过程中的拉伸比可以如下计算：

拉伸比＝A/B

其中，

A为熔融拉伸之后的纤维的线速度(例如，导丝辊速度)并且是直接测量的；以及

B为挤出的纤维的线速度并可以如下计算：

挤出机的线性纤维速度＝C/(25*π*D*E²)

其中，

C为单个孔的通量(克每分钟)；

D为该聚合物的熔体密度(克每立方厘米)；以及

E为孔的直径(以厘米计)，通过该孔将纤维挤出。在某些实施方案中，拉伸比可以为约20:1至约4000:1，在一些实施方案中为约25:1至约2000:1，以及在一些实施方案中为约50:1至约1000:1，以及在一些实施方案中为约75:1至约800:1。

一旦形成，纤维可以通过纤维拉伸装置22的出口开口沉积到导丝辊42上。如果希望，在导丝辊42上收集的纤维可以任选地进行另外的在线加工和/或转化步骤(未示出)，如本领域技术人员所理解的。例如，可以收集纤维并随后将纤维卷曲、纹理化和/或切割成约3至约80毫米，在一些实施方案中为约4至约65毫米，以及在一些实施方案中为约5至约50毫米的平均纤维长度。然后可以如现有技术已知的将短纤维加入到非织造纤网，如粘合梳理纤网、热风粘合纤网(through-air bonded web)等。纤维也可以沉积到带孔表面上以形成非织造纤网，如下文更详细地描述的。

无论其以何种特定方式形成，可以拉伸得到的纤维以形成期望的多孔网络。如果希望，当纤维形成时，可以在线拉伸纤维。供选择地，可以在其形成之后，拉伸固体状态的纤维。“固体状态”拉伸一般是指组合物保持在聚烯烃基质聚合物的熔融温度以下的温度下。这尤其有助于确保聚合物链不被改变到孔网络变得不稳定的程度。例如，组合物可以在约0℃至约50℃，在一些实施方案中为约15℃至约40℃，以及在一些实施方案中为约20℃至约30℃的温度下拉伸。这可以任选地在具有最高玻璃化转变温度的组分(例如，微米包含物添加剂)的玻璃化转变温度以下至少约10℃，在一些实施方案中为至少约20℃，以及在一些实施方案中为至少约30℃。在某些实施方案中，例如，拉伸可以在约-50℃至约150℃，在一些实施方案中为约-40℃至约100℃，以及在一些实施方案中为约-20℃至约50℃的温度下发生。

纤维的拉伸可以在一个或多个阶段中发生。在一个实施方案中，例如，拉伸在线完成，而不必须将其移动以进行分开的加工。在图9中，例如，纤维可以首先由纤维拉伸装置22熔融拉伸，转移到辊隙(未显示)，在所述辊隙中允许基质聚合物冷却到其熔融温度以下，以及随后在沉积到导丝辊42之前经受另外的拉伸步骤。然而，在其它情况下，将纤维从纤维形成机器移走并经受另外的拉伸步骤。然而，可以使用各种拉伸技术，如抽吸(例如，纤维拉伸装置)、张力架拉伸、双轴拉伸、多轴拉伸、型材拉伸(profile drawing)、真空拉伸等。组合物通常被拉伸(例如，在机器方向上)至约1.1至约3.5，在一些实施方案中为约1.2至约3.0，以及在一些实施方案中为约1.3至约2.5的拉伸比。拉伸比可以通过用拉伸纤维的长度除以其拉伸前的长度来测定。拉伸率也可以变化以帮助实现期望的性质，例如，在约5％至约1500％每分钟的变形，在一些实施方案中为约20％至约1000％每分钟的变形，以及在一些实施方案中约25％至约850％每分钟的变形的范围内。虽然组合物通常是在没有施加外热(例如，加热的辊)的情况下拉伸的，但是任选地可以采用这样的加热以改善可加工性，降低拉伸力，提高拉伸速率，以及改善纤维均匀性。

以上述方式拉伸可以导致具有“纳米级”尺寸的孔(“纳米孔”)，例如，平均横截面尺寸为约800纳米或更小，在一些实施方案中为约5至约700纳米，以及在一些实施方案中为约10至约500纳米的孔的形成。纳米孔的平均轴向尺寸(例如，长度)也可以为约100至约5000纳米，在一些实施方案中为约50至约2000纳米，以及在一些实施方案中为约100至约1000纳米。在拉伸过程中也可以形成微米孔，所述微米孔的平均横截面尺寸为约0.2微米或更大，在一些实施方案中为约0.5微米或更大，以及在一些实施方案中为约0.5微米至约5微米。在某些情况下，微米孔和/或纳米孔的轴向尺寸可以大于横截面尺寸，使得纵横比(轴向尺寸与横截面尺寸的比例)为约1至约30，在一些实施方案中为约1.1至约15，以及在一些实施方案中为约1.2至约5。例如，微米孔的轴向尺寸可以为1微米或更大，在一些实施方案中为约1.5微米或更大，以及在一些实施方案中为约2至约30微米。

无论它们的具体尺寸如何，本发明人已经发现，孔(例如，纳米孔、微米孔或两者)可以以基本上均匀的方式遍及组合物分布。例如，孔可以在一般垂直于应力施加方向的方向上取向的列中分布。这些列一般可以跨组合物的宽度彼此平行。不希望受理论限制，认为这样的均匀分布的多孔网络的存在可以产生良好的机械性质(例如，负载下的能量耗散和冲击强度)。这与产生孔的常规技术形成鲜明对比，所述常规技术涉及发泡剂的使用，其倾向于产生不受控的孔分布和差的机械性质。

除了形成孔网络之外，拉伸也可以显著地提高某些离散区域的轴向尺寸，使得它们具有一般线性的、伸长的形状。例如，伸长的微米级区域的轴向尺寸可以比拉伸前的区域的轴向尺寸大约10％或更大，在一些实施方案中为约20％至约500％，以及在一些实施方案中为约50％至约250％。拉伸后的轴向尺寸(例如，长度)可以为，例如，约1μm至约400μm，在一些实施方案中为约5μm至约200μm，以及在一些实施方案中为约10μm至约150μm。微米级区域也可以相对薄，并且因此具有小的横截面尺寸，例如，约0.02至约20微米，在一些实施方案中为约0.1至约10微米，以及在一些实施方案中为约0.4至约5微米。这可以导致区域的纵横比(轴向尺寸与垂直于轴向尺寸的尺寸的比例)为约2至约150，在一些实施方案中为约3至约100，以及在一些实施方案中为约4至约50。由于它们小的尺寸，纳米级区域通常不以与微米级区域相同的方式被伸长。因此，纳米级区域可以保持平均轴向尺寸(例如，长度)为约1至约1000纳米，在一些实施方案中为约5至约800纳米，在一些实施方案中为约10至约500纳米，以及在一些实施方案中为约20至约200纳米。

拉伸也可以沿纤维的纵轴产生在非颈缩区域之间间隔的一个或多个局部颈缩区域。颈缩的纤维也可以沿其纵轴具有非均匀的横截面直径，其可以提供各种不同的益处，例如，提高的表面积等。颈缩区域的数量一般可以变化，并可以基于选择的伸展比来控制。然而，通常地，颈缩区域的数量可以为约1至约400个颈缩每厘米，在一些实施方案中为约2至约200个颈缩每厘米，以及在一些实施方案中为约5至约50个颈缩每厘米。颈缩区域的数量可以由以下公式确定：

N＝(1-L₂)/(L₁+L₂)

其中，N为颈缩区域的数量，L₁为颈缩区域的平均长度，以及L₂为非颈缩区域的平均长度(包括从颈缩到非颈缩的过渡区域)。

甚至在本发明实现的非常低的密度下，产生的纤维也不是脆的，并且因此可以在施加应力时变形而不是断裂。纤维由此可以继续起到承重构件的作用，甚至在纤维已经显示大幅度伸长之后。在这方面，本发明的纤维能够显示改善的“峰值伸长”性质，即在其峰值负载下纤维的伸长百分比。例如，本发明的纤维可以显示约50％或更大，在一些实施方案中为约100％或更大，在一些实施方案中为约200％至约1500％，以及在一些实施方案中为约400％至约800％的峰值伸长率，如在23℃下根据ASTM D638-10测定的。对于具有多种平均直径的纤维，例如约0.1至约50微米，在一些实施方案中为约1至约40微米，在一些实施方案中为约2至约25微米，以及在一些实施方案中为约5至约15微米的那些，可以实现这样的伸长率。

虽然具有在应力下伸展的能力，但是本发明的纤维也可以是相对强健的。例如，纤维可以显示的峰值拉伸应力为约25至约600兆帕(“MPa”)，在一些实施方案中为约50至约450MPa，以及在一些实施方案中为约60至约350MPa，如在23℃下根据ASTM D638-10测定的。表示本发明的纤维的相对强度的另一个参数为“韧度”，其表示以每单位线密度的力来表示的纤维的拉伸强度。例如，本发明的纤维的韧度可以为约0.75至约7.0克力(“g_f”)每旦尼尔，在一些实施方案中为约1.0至约6.0g_f每旦尼尔，以及在一些实施方案中为约1.5至约5.0g_f每旦尼尔。纤维的旦尼尔可以依据期望的应用而变化。通常地，形成的纤维具有小于约15，在一些实施方案中小于约12，以及在一些实施方案中为约0.5至约6的每根纤丝旦尼尔(即，线密度单位等于以克计的每9000米纤维的质量)。

Ⅲ.非织造纤网

可以通过将纤维无规地沉积在成形表面上(任选地在真空的帮助下)，然后使用任何已知技术粘合得到的纤网使纤维成形为非织造纤网结构。非织造纤网可以在纤维拉伸之前或之后形成。在某些实施方案中，例如，可能期望的是，由多根纤维形成非织造纤网，然后通过拉伸非织造纤网将纤维拉伸至形成多孔网络的期望程度。在一个供选择的实施方案中，连续成形表面可以简单地设置在纤维抽吸装置下方，该纤维抽吸装置在纤网形成之前将纤维拉伸到期望程度。

一旦形成，可以使用任何常规技术粘合非织造纤网，例如，使用粘合剂或自发粘合(例如，在没有施加的外部粘合剂的情况下，纤维熔接和/或自粘合)。自发粘合，例如，可以通过其在半熔融或发粘的时候通过纤维接触或简单地通过将粘性树脂和/或溶剂与用于形成纤维的聚合物共混来实现。适合的自发粘合技术可以包括超声粘合、热粘合、热风粘合、热轧粘合(calendar bonding)等。例如，可以通过热-机械工艺进一步粘合纤网或使用图案印花，其中，纤网从加热的光滑砧辊与加热的图案辊之间通过。图案辊可以具有任意凸起图案，该图案提供了期望的纤网性质或外观。期望地，图案辊限定了凸起图案，所述凸起图案限定了多个粘合位置，所述粘合位置限定的粘合面积为辊总面积的约2％至30％。示例性的粘合图案包括，例如，Hansen等人的第3,855,046号美国专利、Levy等人的第5,620,779号美国专利、Hayens等人的第5,962,112号美国专利、Sayovitz等人的第6,093,665号美国专利，以及Romano等人的第428,267号美国外观设计专利、Brown的第390,708号美国外观设计专利、Zander等人的第418,305号美国外观设计专利、Zander等人的第384,508号美国外观设计专利、Zander等人的第384,819号美国外观设计专利、Zander等人的第358,035号美国外观设计专利以及Blenke等人的第315,990号美国外观设计专利中描述的那些。辊之间的压力可以为约5至约2000磅每线英寸。平衡辊辊间的压力和辊的温度以获得期望的纤网性质或外观，同时保持布样性质。如本领域技术人员所熟知的，所需的温度和压力依据许多因素而变化，所述因素包括但不限于，图案粘合面积、聚合物性质、纤维性质和非织造性质。

除了纺粘纤网之外，也可以由根据本发明的热塑性组合物形成各种其它非织造纤网，例如，熔喷纤网、粘合梳理纤网、湿法纤网、气流法纤网、共成形纤网、水刺纤网等。例如，热塑性组合物可以挤出通过多个细的模头毛细管，进入汇聚的高速气(如空气)流中，该气流使纤维变细以减小其直径。随后，熔喷纤维由高速气流携带并沉积于收集表面上以形成无规分散的熔喷纤维。供选择地，聚合物可以通过将由热塑性组合物形成的纤维捆放置于将纤维分开的拣选机中形成梳理纤网。随后，将纤维输送通过精梳或者梳理装置，所述精梳或梳理装置进一步将纤维分开并沿机器方向排列，以便形成机器方向取向的纤维非织造纤网。一旦形成，通常通过如以上所描述的一种或多种已知的粘合技术稳定非织造纤网以形成粘合梳理纤网。

如果希望，非织造纤网还可以为含有本发明的纤维和其它类型纤维(例如，短纤维、纤丝等)的组合的复合材料。例如，可以使用另外的合成纤维，例如由聚烯烃形成的那些，所述聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等；聚醋酸乙烯酯；聚氯乙烯醋酸酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，例如，聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，例如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚乳酸等。如果希望，还可以使用可再生的聚合物。已知的合成纤维的一些实例包括，皮芯型双组分纤维，可得自North Carolina的Charlotte的KoSa Inc.，名为T-255和T-256，这两者均使用聚烯烃皮，或者T-254，其具有低熔点的共聚酯皮。还可以使用的其它已知的双组分纤维包括可得自Japan的Moriyama的Chisso Corporation或Delaware的Wilmington的Fibervisions LLC的那些。还可以使用聚乳酸短纤维，如可商购自Taiwan的Far Eastern Textile,Ltd.的那些。

复合材料还可以含有纸浆纤维，如高平均纤维长度的纸浆、低平均纤维长度的纸浆或其混合物。适合的高平均长度的绒毛纸浆纤维的一个实例包括软木牛皮纸浆纤维。软木牛皮纸浆纤维可以得自针叶树木(coniferous trees)并且包括纸浆纤维，例如但不限于，北方、西方以及南方软木种类，包括红木、红雪衫、铁杉、花旗松(Douglas fir)、冷杉(true fir)、松树(例如，南方松树)、云杉(例如，黑云杉)、竹、其组合等的纸浆纤维。北方软木牛皮纸浆纤维可以用于本发明中。适用于本发明的可商购的南方软木牛皮纸浆纤维的实例包括可购自办公地址位于Washington的Federal Way的Weyerhaeuser Company，商品名为“NF-405”的那些。用于本发明的另一种适合的纸浆是漂白的、主要含有软木纤维的硫酸木纸浆，其可购自办公地点位于South Carolina的Greenville的Bowater Corp.，商品名为CoosAbsorb S pulp。低平均长度的纤维也可以用于本发明中。适合的低平均长度的纸浆纤维的实例包括硬木牛皮纸浆纤维。硬木牛皮纸浆纤维源自落叶树木并且包括例如但不限于，桉树、枫树、桦树、白杨等的纸浆纤维。桉树牛皮纸浆纤维可能是特别期望的，以提高柔软度，增强亮度，增加不透明度以及改变纸幅的孔结构以提高其芯吸能力。也可以使用竹或棉纤维。

可以使用各种已知的技术来形成非织造复合材料。例如，非织造复合材料可以为“共成形材料”，其包含热塑性组合物纤维和吸收性材料的混合物或稳定的基质。例如，可以通过以下工艺制备共成形材料：将至少一个熔喷模头放置在斜槽附近，吸收性材料在纤网成形的同时通过该斜槽加入纤网中。这样的吸收性材料可以包括但不限于，纸浆纤维、超吸收性颗粒、无机和/或有机吸收性材料，经处理的聚合物短纤维等。吸收性材料的相对百分比可以根据非织造复合材料的期望的性质而在宽的范围内变化。例如，所述非织造复合材料可以含有约1wt.％至约60wt.％，在一些实施方案中为约5wt.％至约50wt.％，以及在一些实施方案中为约10wt.％至约40wt.％的热塑性组合物纤维。非织造复合材料同样地可以含有约40wt.％至约99wt.％，在一些实施方案中为约50wt.％至约95wt.％，以及在一些实施方案中为约60wt.％至约90wt.％的吸收性材料。这样的共成形材料的一些实例公开于Anderson等人的第4,100,324号美国专利、Everhart等人的第5,284,703号美国专利、Georger等人的第5,350,624号美国专利中。

在本发明中也可以形成非织造层压材料，其中，一个或多个层由热塑性组合物形成。例如，一个层的非织造纤网可以是包含热塑性组合物的纺粘纤网，而另一层的非织造纤网包含热塑性组合物、其它可再生的聚合物(多种其它可再生的聚合物)和/或任何其它聚合物(如聚烯烃)。在一个实施方案中，非织造层压材料包含位于两个纺粘层之间的熔喷层以形成纺粘/熔喷/纺粘(“SMS”)层压材料。如果希望，纺粘层(多个纺粘层)可以由热塑性组合物形成。熔喷层可以由热塑性组合物、其它可再生的聚合物(多种其它可再生的聚合物)和/或任何其它聚合物(如聚烯烃)形成。用于形成SMS层压材料的各种技术描述于Brock等 人的第4,041,203号美国专利、Timmons等人的第5,213,881号美国专利、Timmons等人的第5,464,688号美国专利、Bornslaeqer等人的第4,374,888号美国专利、Collier等人的第5,169,706号美国专利和Brock等人的第4,766,029号美国专利，以及Fitting等人的第2004/0002273号美国公开专利申请。当然，非织造层压材料可以具有其它构型并具有任何期望数量的熔喷层和纺粘层，例如，纺粘/熔喷/熔喷/纺粘层压材料(“SMMS”)，纺粘/熔喷层压材料(“SM”)等。尽管非织造层压材料的基重可以根据期望的应用来调整，但是其通常为约10至约300克每平方米(“gsm”)，在一些实施方案中为约25至约200gsm，以及在一些实施方案中为约40至约150gsm。

还可以形成非织造膜层压材料。在这样的实施方案中，所述膜通常是液体不可渗透的并且是蒸汽可渗透的或蒸汽不可渗透的。液体不可渗透和蒸汽可渗透的膜通常称为“透气的”并且它们通常具有约100克每平方米每24小时(g/m²·24小时)或更高，在一些实施方案中为约500至约20,000g/m²·24小时，并且在一些实施方案中为约1,000至约15,000g/m²·24小时的水蒸汽透过率(“WVTR”)。所述透气的膜还可以是微孔膜或单片膜。微孔膜通常通过将填料(例如碳酸钙)加入聚合物基质，然后将所述膜拉伸产生孔来形成。这样的膜的实例例如在McCormack的第5,843,057号、McCormack的第5,855,999号、Morman等人的第5,932,497号、McCormack等人的第5,997,981号、Kobylivker等人的第6,002,064号、McCormack等人的第6,015,764号、Mathis等人的第6,037,281号、McCormack等人的第6,111,163号、Taylor等人的第6,461,457号美国专利中描述。

如果希望，纤维、非织造纤网等也可以退火以帮助确保它们保持期望的形状。退火通常发生在约40℃至约120℃，在一些实施方案中为约50℃至约110℃，以及在一些实施方案中为约80℃至约100℃的温度下。也可以使用任意多种已知技术对纤维进行表面处理以改善其性质。例如，例如，可以使用高能束(例如，等离子体、X射线、电子束等)来去除或减少任何在纤维上形成的皮层，以改变表面极性、脆化表层等。如果希望，这样的表面处理可以在纤网形成之前和/或之后以及在纤维冷拉伸之前和/或之后使用。

除了降低的密度之外，纳米多孔结构也可以向含有本发明的聚烯烃纤维的非织造纤网提供各种附加的不同益处。例如，这样的纳米多孔结构可以帮助限制流体流动并且一般可以是流体(例如，液态水)不可渗透的，从而允许非织造纤网使表面隔绝水渗透。在这方面，纤维材料可以具有约50厘米(“cm”)或更大，在一些实施方案中为约100cm或更大，在一些实施方案中为约150cm或更大，以及在一些实施方案中为约200cm至约1000cm的相对高的静水压值，如根据ATTCC 127-2008测定的。也可以实现其它有益性质。例如，非织造纤网一般可以水蒸气可渗透的。纤维材料对水蒸气的渗透性可以由其相对高的水蒸气透过率(“WVTR”)来表征，水蒸气透过率是以克每平方米每24小时的单位(g/m²·24小时)测量的水蒸气渗透通过材料的速率。例如，非织造纤网可以显示约300g/m²·24小时或更大，在一些实施方案中为约500g/m²·24小时或更大，在一些实施方案中为约1,000g/m²·24小时或更大，以及在一些实施方案中为约3,000至约15,000g/m²·24小时的WVTR，如根据ASTM E96/96M-12，程序B或INDA测试程序IST-70.4(01)测定的。

Ⅳ.吸收性制品

由于其独特并且有益的特性，本发明的非织造纤网特别适合用于吸收性制品的层和/或组件。吸收性制品，例如，通常包含位于底片和顶片之间的吸收性元件(例如，芯层、浪涌层、传递延迟层、包裹片、通风层等)。吸收性制品还可以包括本领域已知的其它组件，例如侧片、防护翼、耳片、腰带或腿带等。一般而言，本发明的非织造纤网可以用于吸收性制品的任何层或组件，例如顶片、底片和/或吸收性元件。当在某些层或组件(如底片)中使用时，期望的是将本发明的非织造纤网层压到如上所述的膜。

在这方面，将描述所述吸收性制品的各种示例性实施方案。参照图1，例如，以尿布的形式示出了吸收性制品201的一个具体的实施方案。然而，如以上所指出的，本发明可以体现在其它类型的吸收性制品中，例如失禁制品、卫生巾、尿布裤、女性纸巾、训练裤等。在所述举例说明性的实施方案中，吸收性制品201显示为具有未紧固构造的沙漏形。然而，当然可以使用其它的形状，如普通的矩形、T形或I形。如所示的，吸收性制品201包括由各种组件形成的底架(chassis)202，所述组件包括底片217、顶片205和吸收性元件，所述吸收性元件包括吸收芯层203和浪涌层207。然而应理解的是，在本发明中也可以使用其它层。同样地，参考图1的一种或多种层也可以在本发明的某些实施方案中省略。

如以上显示的，底片217可以包含本发明的非织造纤网。如果需要，所述非织造纤网可以设置成使其限定吸收性制品201的朝向服装的表面。所述吸收性制品201还包括顶片205。所述顶片205一般设计成接触使用者的皮肤并且是液体可渗透的。例如，顶片205可以限定朝向身体的表面218，其通常为贴合的、柔软触感的并且对穿戴者的皮肤没有刺激。如果需要，所述顶片205可以包含本发明的非织造纤网。例如，如果需要，所述非织造纤网可以设置成使其限定朝向身体的表面218。所述顶片可以包围吸收芯层203，以使其完全地包封所述吸收性制品。供选择地，所述顶片205和底片217可以延伸超过所述吸收性元件，并且使用已知的技术，例如通过粘合剂粘合、超声粘合等整体地或部分地在周边结合在一起。如以上所指出的，顶片205可以包括本发明的非织造纤网。顶片205还可以包括常规的非织造纤网(例如纺粘纤网、熔喷纤网或粘合梳理纤网)。其它包含非织造纤网的示例性的顶片结构在第5,192,606号；第5,702,377号；第5,931,823号；第6,060,638号和第6,150,002号美国专利以及第2004/0102750号、第2005/0054255号和第2005/0059941号美国公开专利申请中有描述。顶片205还可以包含穿过其形成的多个孔，以允许体液更容易地通过进入吸收芯层203。所述孔可以遍布顶片205随机或均匀排列，或者它们可以仅位于沿着吸收性制品的纵轴排列的狭窄的纵向带或条中。所述孔允许体液向下快速渗透进入吸收性元件。所述孔的尺寸、形状、直径和数目可以是变化的以适合个体的具体需求。

所述吸收性制品还可以包括位于顶片和底片之间的吸收性元件。所述吸收性元件还可以由单一吸收层或包含独立和不同吸收层的复合材料形成。然而，可以理解的是，在本发明中可以使用任何数目的吸收层。例如，在图1中，吸收性元件包含吸收芯层203和浪涌层207，所述浪涌层207有助于使快速引入到吸收芯层203的液体浪涌或喷涌减速并且扩散。期望地，在将液体释放到吸收芯层203的储存或保留部分之前，所述浪涌层207可快速接受并暂时储存所述液体。在举例说明的实施方案中，例如，浪涌层207***到顶片205的朝向内部的表面216和吸收芯层203之间。供选择地，浪涌层207可以位于顶片205的朝向外部的表面218上。浪涌层207通常由高度液体可渗透的材料制造。适合的材料可以包括多孔织造材料、多孔非织造材料和有孔膜。在一个实施方案中，浪涌层207可以包含本发明的非织造纤网。适当的浪涌层的其它的实例在Ellis等人的第5,486,166号和Ellis等人的第5,490,846号美国专利中描述。

如果需要，所述吸收性元件还可以包含垂直地设置在浪涌层以下的传递延迟层。所述传递延迟层可以包含亲水性小于其它吸收层的材料，并且一般具有基本上疏水的特征。例如，所述传递延迟层可以是根据本发明形成的非织造纤网(例如纺粘纤网)。纤维的横截面形状可以是圆形的、三叶形的或多叶形的，并且其结构可以为中空或实心的。所述纤网通常是在约3％至约30％的纤网区域上粘合的，例如通过热粘合。可以用于传递延迟层的适合的材料的其它的实例在Meyer等人的第4,798,603号和Serbiak等人的第5,248,309号美国专利中描述。为了调节本发明的性能，所述传递延迟层还可以使用选择量的表面活性剂处理以增加其初始润湿性。

所述传递延迟层一般可以具有任何尺寸，例如约150mm至约300mm的长度。典型地，传递延迟层的长度约等于吸收性制品的长度。所述传递延迟层还可以在宽度上等于浪涌层，但是通常会更宽。例如，所述传递延迟层的宽度可以为约50mm至约75mm，并且更具体地为约48mm。所述传递延迟层的基重通常小于其它吸收性元件的基重。例如，所述传递延迟层的基重通常小于约150克每平方米(gsm)，并且在一些实施方案中为约10gsm至约100gsm。如果需要，所述传递延迟层可以包含本发明的非织造纤网(例如纺粘纤网)。

所述吸收性元件还可以包括复合材料吸收层，例如共成形材料。在此情况下，流体可以从传递延迟层芯吸到复合材料吸收性元件中。所述复合材料吸收层可以由浪涌层和/或传递延迟层独立地形成，或者可以与其同时形成。在一个实施方案中，例如，所述复合材料吸收层可以在传递延迟层或浪涌层上形成，在以上描述的共成形加工过程中充当载体。

除了以上提到的组件，吸收性制品201还可以包含各种本领域已知的其它的组件。例如，吸收性制品201还可以包含基本上亲水的包裹片(未示出)，所述包裹片帮助维持吸收芯层203的纤维结构的完整性。所述包裹片通常围绕吸收芯层203在其至少两个主要朝向的表面上方设置，并且由吸收性纤维素材料，例如起绉填絮或高湿强薄纸组成。包裹片可以构造成提供芯吸层来帮助将液体快速地分布到吸收芯层203的吸收纤维团上。可以将在吸收纤维团一侧上的包裹片材料粘合到位于纤维团的相对侧上的包裹片以有效地包封吸收芯层203。此外，吸收性制品201还可以包含位于吸收芯层203和底片217之间的透气层(未示出)。当使用时，所述透气层可以帮助底片217与吸收芯层203隔离。从而减小底片217的湿度。这样的透气层的实例包括层压到透气膜的非织造纤网，例如在Blaney等人的第6,663,611号的美国专利申请中所描述的。如果需要，所述包裹片和/或透气层可以包含本发明的非织造纤网。

在一些实施方案中，吸收性制品201还可以包括从吸收性制品201的侧面边缘232延伸到一个腰部区域的一对耳片(未示出)。所述耳片可以使用选择性的尿布组件整体地形成。例如，所述耳片可以使用底片217，或者由用于提供顶部表面的材料整体地形成，如果需要，所述耳片可以包含本发明的非织造纤网。在供选择的构造中，所述耳片可以由连接并组装到底片217、顶部表面、底片217和顶部表面之间或者在各种其它的构造中的元件提供。如以上指出的，如果需要，所述耳片可以包含本发明的非织造纤网。

如图1中有代表性地示出的，吸收性制品201还可以包括一对防护翼212，所述防护翼212被构造成提供屏障并且容纳身体渗出液的侧流。所述防护翼212可以邻近吸收芯层203的侧面边缘沿着顶片205的侧面相对的侧面边缘232设置。防护翼212可以沿着吸收芯层203的全长纵向延伸，或者可以仅沿着吸收芯层203的长度部分地延伸。当防护翼212比吸收芯层203的长度短时，它们可以在裆部区域210被选择性地放置到沿着吸收性制品201的侧面边缘232的任何位置。在一个实施方案中，防护翼212沿着吸收芯层203的全长延伸以更好的容纳身体渗出液。这样的防护翼212一般是本领域技术人员熟知的。例如，对于防护翼212的适合的构造和设置在Enloe的第4,704,116号美国专利中已有描述。如果需要，所述防护翼可以包含本发明的非织造纤网。

吸收性制品201可以包括各种弹性或可拉伸的材料，例如固定到侧面边缘232的一对腿部弹性元件206，以进一步地阻止身体渗出液渗漏并支撑吸收芯层203。此外，一对腰部弹性元件206可以纵向地固定到吸收性制品201的相对的腰部边缘215。腿部弹性元件206和腰部弹性元件208在使用中一般适合围绕穿戴者的腿部和腰部紧密地贴合，以用于维持与穿戴者的正面接触关系并且有效地降低或消除身体渗出液从吸收性制品201渗透。吸收性制品201还可以包括一个或多个紧固件230。例如，图1中示出了在腰部区域的相对侧面边缘上以形成围绕穿戴者的腰部开口和一对腿部开口的两个柔性紧固件230。紧固件230的形状一般可以变化，但是一般可以包括例如，矩形、正方形、圆形、三角形、椭圆形、线形等。所述紧固件可以包括例如钩材料。在一个具体的实施方案中，每个紧固件230包括固定到柔性背衬的内部表面的独立的钩材料片。如果需要，所述弹性元件(例如腿部、腰部等)和/或紧固件可以包含本发明的非织造纤网。

吸收性制品201的各个区域和/或组件可以使用任何已知的连接机构组装到一起，例如粘合剂，超声、热结合等。合适的粘合剂可以包括例如，热熔粘合剂、压敏粘合剂等。当使用时，可以将所述粘合剂作为均匀层、图案化层、喷雾层、或任何分离的线、漩涡或点施加。在举例说明的实施方案中，例如，使用粘合剂将底片217和顶片205相互组装并组装到吸收芯层203。供选择地，可以使用常规的紧固件将吸收芯层203连接到底片217，例如纽扣、钩和环型紧固件、粘合带紧固件等等。类似地，可以使用任何连接机构将其它的尿布组件，例如腿部弹性元件206、腰部弹性元件208和紧固件230组装到吸收性制品201中。

尽管以上描述了尿布的各种构造，但应该理解的是，在本发明的范围内还可以包括其它的尿布和吸收性制品构造。此外，本发明绝不限制为尿布。实际上，可以根据本发明形成任何其它的吸收性制品，包括但不限于，其它的个人护理吸收性制品，例如训练裤、吸收性内裤、成人失禁产品、女性卫生产品(如卫生巾)、游泳衣、婴儿揩巾等等；医用吸收性制品，如手术衣、开窗术材料、衬垫、绷带、吸收性帘和医用揩巾；食品用揩巾；服装制品等等。

参照以下实施例可以更好地理解本发明。

测试方法

熔体流动速率：

熔体流动速率(“MFR”)为通常在190℃、210℃或230℃下，在10分钟内经受2160克的负载时，挤压穿过挤出流变仪孔(0.0825-英寸直径)的聚合物的重量(以克计)。除非另外说明，熔体流动速率是根据ASTM测试方法D1238，利用Tinius Olsen挤出塑性计(TiniusOlsen Extrusion Plastometer)测量的。

热性能：

可以根据ASTM E1640-09，通过动态力学分析(DMA)测定玻璃化转变温度(T_g)。可以使用来自TA Instruments的Q800仪器。可以以3℃/min的加热速率，在-120℃至150℃的范围内，在温度扫描模式下，以拉力/拉力几何图形来实施实验运转。应变幅度频率在测试过程中可以保持恒定(2Hz)。可以测试三(3)个独立的样品，以获得用tanδ曲线的峰值来定义的平均玻璃化转变温度，其中tanδ被定义为损耗模量与储存模量的比值(tanδ＝E”/E')。

由差示扫描量热法(DSC)测定熔融温度。差示扫描量热仪可以为DSC Q100差示扫描量热仪，其配备有液氮冷却配件并具有UNIVERSAL ANALYSIS 2000(4.6.6版)分析软件程序，二者均可购自Delaware的New Castle的T.A.Instruments Inc.。为了避免直接触摸样品，使用镊子或其它工具。将样品放置于铝盘中，并在分析天平上称重至0.01毫克的精确度。将盖子在材料样品上卷到盘上。通常地，树脂颗粒直接放置于称重盘中。

如差示扫描量热仪的操作手册中所描述的，利用铟金属标准来校准差示扫描量热仪并且进行基线校正。将材料样品放置在差示扫描量热仪的测试室中用于测试，并且使用空盘作为对照。所有测试在每分钟向测试室吹扫55立方厘米的氮气(工业级)的情况下进行。对于树脂颗粒样品，加热和冷却程序为2-循环测试，该测试以将室平衡至-30℃开始，随后为以每分钟10℃的加热速率加热到200℃的温度的第一加热周期，随后将样品在200℃下平衡3分钟，随后为以每分钟10℃的冷却速率冷却到-30℃的温度的第一冷却周期，随后将样品在-30℃下平衡3分钟，并随后为以每分钟10℃的加热速率加热到200℃的温度的第二加热期。所有测试在每分钟向测试室吹扫55立方厘米的氮气(工业级)的情况下进行。

利用UNIVERSAL ANALYSIS 2000分析软件程序来评价结果，该软件程序识别并量化拐点(inflection)的玻璃化转变温度(T_g)、吸热峰和放热峰，以及DSC图的峰下面积。玻璃化转变温度被确定为图线上斜率发生明显变化的区域，而使用自动拐点计算来确定熔融温度。

拉伸性质：

可以根据ASTM 638-10于23℃下测定拉伸性质。例如，首先将单个纤维样本减短(例如，使用剪刀剪)到38毫米的长度，并分开放置在黑色的丝绒布上。以这种方式收集10-15个纤维样本。然后，将纤维样本以基本上直的状态固定在矩形纸框上，所述矩形纸框外部尺寸为51毫米×51毫米并且内部尺寸为25毫米×25毫米。通过使用胶带将纤维末端小心地固定到框边上以将各个纤维样本的末端可操作地连接到框上。使用常规的实验室显微镜来测量各个纤维样本的外部的、相对较短的横向纤维尺寸，所述常规的实验室显微镜已经适当地校准并设置为40X放大倍率。所述横向纤维尺寸可以记录为单个纤维样本的直径。框有助于以避免过度损坏纤维样本的方式将试样纤维样本的末端固定在恒速延伸型拉力试验机的上夹具和下夹具中。

使用恒速延伸型拉力试验机和合适的负载元件来进行测试。选择负载元件(例如10N)使得测试值落入满量程负载的10-90％之内。所述拉力试验机(即，MTS SYNERGY200)和负载元件可以获得自Michigan的Eden Prairie的MTS Systems Corporation。然后，将框组件中的纤维样本固定在拉力试验机的夹具之间，使得纤维的末端可以可操作地被拉力试验机的夹具夹住。然后，将平行于纤维长度延伸的纸框边切断或以其它的方式分开，使得拉力试验机仅将测试力施加至纤维。然后，以每分钟12英寸的牵拉速度和夹具速度对纤维进行牵拉测试。使用来自MTS Corporation的TESTW0RKS 4软件程序来分析产生的数据，测试设置如下：

韧度值以克力每旦尼尔来表示。还可以测量峰值伸长率(断裂时的％应变)和峰值应力。

可以使用沿长度(MD)和宽度(CD)切割的2”x6”的条来测定纤网的峰值负载。可以在装配有两个1”x3”的橡胶包覆的夹具的通用拉力试验机中进行测试。标距长度可以为76±1mm(3±0.04”)。

密度和空隙体积百分比：

为测定密度和空隙体积百分比，在拉伸前，可以首先测量样品的宽度(W_i)和厚度(T_i)。拉伸前的长度(L_i)也可以通过测量样本表面上的两个标记之间的距离来测定。然后，可以拉伸样本以引发孔形成。然后，可以利用Digimatic Caliper(Mitutoyo Corporation)测量样本的宽度(W_f)、厚度(T_f)和长度(L_f)，精确到0.01mm。拉伸前的体积(V_i)可以通过W_i×T_i×L_i＝V_i来计算。拉伸后的体积(V_f)也可以通过W_f×T_f×L_f＝V_f来计算。密度(P_f)可以通过P_f＝P_i/Φ来计算，其中P_i为前体材料的密度，以及空隙体积百分比(％V_v)可以通过％V_V＝(1-1/Φ)×100来计算。

静水压力测试(“静水压”)：

静水压力测试是在静压力下材料抗液态水渗透的量度，并且是根据AATCC试验方法127-2008进行的。可以取每个样本的结果的平均值并以厘米(cm)记录。更高的值表示更大的抗水渗透性。

水蒸汽透过率("WVTR")：

用来测定材料的WVTR的测试可以基于材料的性质变化。一种测量WVTR值的技术是ASTM E96/96M-12，程序B。另一种方法涉及使用INDA测试程序IST-70.4(01)。INDA测试程序概括如下。用永久防护膜和待测试的样品材料将干燥室与已知温度和湿度的潮湿室分开。防护膜的用途是限定有限的空气隙，并在表征该空气隙的同时使该空气隙中的空气不动或静止。干燥室、防护膜和潮湿室构成了该测试膜密封在其中的扩散单元。样品架已知是Minnesota的Minneapolis的Mocon/Modem Controls,Inc.制造的Permatran-W 100K型。第一个测试是由在产生100％相对湿度的蒸发器组件之间的防护膜和空气隙的WVTR组成。水蒸气扩散通过空气隙和防护膜，然后以与水蒸汽浓度成正比的干燥气流相混合。将电信号传输至计算机来处理。计算机计算出空气隙和防护膜的透过率，并存储该值以备进一步使用。

防护膜和空气隙的透过率作为CalC存储于计算机中。然后将样品材料密封于测试单元中。再次地，水蒸汽扩散通过空气隙至防护膜和测试材料，然后与吹扫测试材料的干燥气流相混合。同样，再次将该混合物携带至蒸汽传感器。随后，计算机计算出空气隙、防护膜和测试材料的组合的透过率。随后，使用该信息根据以下公式来计算水分透过测试材料的透过率：

TR^- _{1测试材料}＝TR^- _{1测试材料、防护膜、空气隙}-TR^-1 _{防护膜、空气隙}

然后，水蒸气透过率("WVTR")是如下计算的:

其中，

F＝水蒸气流量，以cm³/分钟计；

ρ_sat(T)＝温度T下饱和空气中水的密度；

RH＝所述单元中特定位置处的相对湿度；

A＝所述单元的横截面积；和

P_sat(T)＝温度T下的水蒸气的饱和蒸汽压。

Frazier孔隙度：

在低压差透气性测试仪(FAP-LP)中，通过切割一个8”的样品条(沿机器方向测量的)并将样品折叠成风琴式(在横向方向上)得到6层来测量Frazier孔隙度。

实施例1

前体共混物由91.8wt.％的全同立构丙烯均聚物(M3661，210℃下的熔体流动速率为14克/10分钟，熔融温度为150℃，Total Petrochemicals)、7.4wt.％的聚乳酸(PLA6252，210℃下的熔体流动速率为70至85克/10分钟，)和0.7wt.％的聚环氧化物形成。聚环氧化物是乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(AX8900,Arkema)，具有6克/10分钟(190℃/2160g)的熔体流动速率、8wt.％的甲基丙烯酸缩水甘油酯含量、24wt.％的丙烯酸甲酯含量和68wt.％的乙烯含量。组分在同向双螺杆挤出机(Werner and Pfleiderer ZSK-30，直径为30mm，且L/D＝44)中配混。该挤出机具有7个加热区。挤出机中温度为180℃至220℃。在料斗(hoper)处、以15磅每小时将聚合物以测定重量的方式进料到挤出机，并且使用蠕动泵将液体注入圆筒中。挤出机在200转每分钟(RPM)下运行。在圆筒(前面)的最后一段，使用直径为6mm的3孔模头来形成挤出物。挤出物在传送带上空气冷却，并使用Conair制粒机制粒。

然后使用装备有0.75英寸的单螺杆挤出机和直径为0.6mm的16孔喷丝头的Davis标准纤维纺丝生产线，由前体共混物制备纤维。在不同的拉伸比下收集纤维。收线速率为1至1000m/min。挤出机温度为175℃至220℃。25℃下，在拉力测试机中以300mm/min将纤维拉伸至高达400％的伸长率。为了分析材料形貌，将纤维于液氮中冷冻断裂并在高真空下通过扫描电子显微镜Jeol 6490LV进行分析。结果显示于图2-4中。如所示的，在拉伸方向上形成了高度伸长的类球状孔。形成了纳米孔(宽度为～50纳米，长度为～500纳米)和微米孔(宽度为～0.5微米，长度为～4微米)两者。

实施例2

在同向双螺杆挤出机(Werner and Pfleiderer ZSK-30，直径为30mm，且L/D＝44)中配混93wt.％的聚丙烯(Total M3661)和7wt.％的AX8900的共混物。该挤出机具有7个加热区。挤出机中温度为180℃至220℃。在料斗处，以15磅每小时将聚合物以测定重量的方式进料到挤出机。挤出机在200转每分钟(RPM)下运行。在圆筒(前面)的最后一段，使用直径为6mm的3孔模头来形成挤出物。挤出物在传送带上空气冷却，并使用Conair制粒机制粒。然后使用装备有0.75英寸的单螺杆挤出机和直径为0.6mm的16孔喷丝头的Davis标准纤维纺丝生产线，由前体共混物制备纤维。在不同的拉伸比下收集纤维。收线速率为1至1000m/min。挤出机温度为175℃至220℃。25℃下，在拉力测试机中以300mm/min将纤维拉伸至高达400％的伸长率。为了分析材料形貌，将纤维于液氮中冷冻断裂并在高真空下通过扫描电子显微镜Jeol 6490LV进行分析。结果显示于图5-6中。

实施例3

在实施例2中描述的挤出机和条件下配混91.1wt.％的聚丙烯(Total M3661)、7.4wt.％的聚乳酸(NatureWorks 6251)和1.5％的AX8900的共混物。在这种情况下，随后使用蠕动泵将5％的WI 285注入到圆筒中。然后使用装备有0.75英寸的单螺杆挤出机和直径为0.6mm的16孔喷丝头的Davis标准纤维纺丝生产线，由前体共混物制备纤维。在不同的拉伸比下收集纤维。收线速率为1至1000m/min。挤出机温度为175℃至220℃。25℃下，在拉力测试机中以300mm/min将纤维拉伸至高达400％的伸长率。为了分析材料形貌，将纤维于液氮中冷冻断裂并在高真空下通过扫描电子显微镜Jeol 6490LV进行分析。结果显示于图7-8中。

实施例4

制备含有91.8wt％的全同立构丙烯均聚物(M3661，230℃下的熔体流动速率为14克/10分钟，熔融温度为150℃，Total Petrochemicals)、7.45％的聚乳酸(PLA)(Ingeo6251D，210℃下的熔体流动速率为70至85克/10分钟，Natureworks)和0.75％的聚环氧化物增溶剂(ArkemaAX8900)的前体聚合物共混物。所述聚环氧化物改性剂是乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物(AX8900,Arkema)，具有5-6克/10分钟(190℃/2160g)的熔体流动速率、7至11wt.％的甲基丙烯酸缩水甘油酯含量、13至17wt.％的丙烯酸甲酯含量和72至80wt.％的乙烯含量。组分在同向双螺杆挤出机(Wernerand Pfleiderer ZSK-30，直径为30mm，且L/D＝44)中配混。该挤出机具有7个加热区。挤出机中温度为180℃至220℃。在料斗处以6.8千克每小时(15磅每小时)下将聚合物测定重量的方式进料到挤出机。挤出机在200转每分钟(RPM)下操作。在圆筒(前面)的最后一段，使用直径为6mm的3孔模头来形成挤出物。挤出物在传送带上空气冷却，并使用Conair制粒机制粒。

实施例5

在装备有两个单螺杆挤出机(直径为1.25英寸)的双组分纤维生产线中制备双组分纤维。所述双组分纤维具有30/70的皮/芯型构型，其中皮由100wt.％的聚丙烯(M3661,Total Petrochemicals)形成，而芯由实施例4的共混物形成。挤出机将皮和芯聚合物组合物进料到一个直径为0.5mm且长/直径比(L/D)为4:1的288个毛细管的喷丝头。在8kg/hr的速率下以660米每分钟的纺丝速度纺纤维，并将纤维收集在线轴中用于拉伸后处理。用于皮和芯两者的挤出温度情况如下：区1＝220℃、区2＝225℃、区3＝230℃、区4＝240℃和纺丝箱＝240℃。然后以1200米每分钟的速率在两个导丝辊之间(一步拉伸)将熔融纺丝纤维在室温下(25℃)拉伸至200％。然后，使纤维起皱(19个皱褶每英寸)，并切割成38mm的长度。然后在液氮中用刀片切割纤维，并通过扫描电子显微镜分析。在Denton Vacuum Desk V溅射***中使用15mA，以金-钯溅射涂覆断裂的表面75秒，并在Field Emission Quanta 650中通过SEM分析。结果列于图10-11。

也测试了如下表中提供的纤维的各种性质。

直径(μm)	19.4
		韧度(克/旦尼尔)	5.5
峰值应力(MPa)	443.9
		断裂应变(％)	85.28
断裂单位体积能(J/cm<sup>3</sup>)	269.4

也使用实施例5的纤维(70wt.％)和双组分皮/芯型PE/PP纤维(30wt.％)的共混物形成了100-gsm的热风粘合梳理纤网(TABCW)。该纤网是在装备有Asselin Profile 415-FDcrosslaper和Fleissner Oven(NC State University)的Truetzschler High-Speed CardEWK 413中形成的。梳理纤网在260°F下热风粘合，最后厚度为5.5mm。

实施例6

如实施例4中所述制备前体聚合物共混物，该前体聚合物共混物含有93wt％的聚丙烯基质(M3661,Total Petrochemicals)和7wt.％的AX8900。在装备有两个单螺杆挤出机(直径为1.25英寸)的双组分纤维生产线中制备中空的双组分纤维。所述双组分纤维具有50/50的皮/芯型构型，其中皮由100wt.％的聚丙烯(Achieve 3854)形成，而芯由以上所述的共混物形成。挤出机将皮和芯聚合物组合物进料到一个4C-段毛细管设计的72个毛细管的喷丝头。在2kg/hr的速率下，以198米每分钟的纺丝速度纺纤维，并将纤维收集在线轴中用于拉伸后处理。用于皮和芯两者的挤出温度情况如下：区1＝220℃、区2＝225℃、区3＝230℃、区4＝240℃和纺丝箱＝240℃。纤维在位于喷丝头以下35cm处的水浴中淬火。然后以1200米每分钟的速率在两个导丝辊之间(一步拉伸)将淬火的纤维在室温下(25℃)拉伸至200％。然后在液氮中用刀片切割纤维，并通过扫描电子显微镜分析。在DentonVacuum Desk V溅射***中使用15mA，以金-钯溅射涂覆断裂的表面75秒，并在FieldEmission Quanta 650中通过SEM分析。结果列于图12-13。也测试了如下表中提供的纤维的各种性质。

直径(μm)	31.4
		韧度(克/旦尼尔)	3.8
峰值应力(MPa)	303.8
		断裂应变(％)	90.0
断裂单位体积能(J/cm<sup>3</sup>)	223.1

实施例7

除了使用64mm的同向双螺杆挤出机以270千克每小时(600磅每小时)的产率和在220℃的温度下制备材料之外，如实施例4中所述形成前体共混物。将熔融聚合物共混物通过多纤丝模头挤出，通过水淬火，并通过水下制粒***，诸如可获自Virginia的Eagle Rock的Gala Industries的那些切割成颗粒。在单组分纤维纺丝生产线(FiberVisions)中以22.5千克每小时的速率由共混物形成单组分纤维，该组分纤维纺丝生产线装备有1.25单螺杆挤出机24L/D和两个喷丝头，每个喷丝头具有675个直径为0.35mm和L/D比为4:1的圆形毛细管(共1,350个)。纺丝速度为435米每分钟。7个挤出机加热区和纺丝箱温度情况保持在220℃。纺丝生产线配备有单面气流淬火箱并且空气温度为21℃。在没有冷拉伸的情况下在5磅线轴中收集熔融拉伸纤维。熔融取向的纤维具有10.7旦尼尔/纤丝的旦尼尔。

在由三排五根辊(五重组)组成的拉伸装置中以50米每分钟的速度将纤维延伸至100％。第一个五重组的温度维持在50℃，第二和第三个五重组的温度维持在25℃的温度下。将纤维起皱并切割成1.5英寸。在切割单元之前将纺丝整理(spin finish)调整至0.5％。然后在液氮中用刀片切割纤维，并通过扫描电子显微镜分析。在Denton VacuumDesk V溅射***中使用15mA，以金-钯溅射涂覆断裂的表面75秒，并在Field EmissionQuanta 650中通过SEM分析。结果列于图14。也测试了如下表中提供的纤维的各种性质。

直径(μm)	29.6
		韧度(克/旦尼尔)	3.1
峰值应力(MPa)	244.3
		断裂应变(％)	298.8
断裂单位体积能(J/cm<sup>3</sup>)	433.0

也在梳理生产线上制备了热粘合梳理纤网(30gsm)。为了热粘合纤网，如图15中所示的，使用菱形粘合图案。压延机温度为150℃，梳理速度为250英尺每分钟。然后测试了如下提供的纤网的各种性质。

基重(gsm)	30
		机器方向峰值负载(lb<sub>f</sub>)	6.46
横向方向峰值负载(lb<sub>f</sub>)	1.2
		Frazier测试6层(ft<sup>3</sup>/min)	298

虽然已经就其具体实施方案对本发明进行了详细描述，但是将理解的是，本领域技术人员一旦获得对前述内容的理解，就可以容易地构想这些实施方案的替代、变型和等同方案。因此，本发明的范围应被认定为所附权利要求和其任意等同方案的范围。

Claims (62)

1.吸收性制品，其包含设置在底片和顶片之间的吸收性元件，其中所述吸收性制品包括非织造纤网，所述非织造纤网包括由热塑性组合物形成的多个纤维，所述热塑性组合物包含含有聚烯烃基质聚合物的连续相和以离散区域的形式分散在所述连续相内的微米包含物添加剂和纳米包含物添加剂，

其中所述微米包含物添加剂为苯乙烯共聚物、含氟聚合物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或聚酯，

其中基于所述热塑性组合物的重量，所述微米包含物添加剂存在的量为1wt.％至20wt.％，以及基于所述热塑性组合物的重量，所述纳米包含物添加剂存在的量为0.01wt.％至15wt.％，并且

其中在所述组合物中限定出多孔网络，其包括多个平均横截面尺寸为800纳米或更小的纳米孔。

2.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均横截面尺寸为5至700纳米。

3.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均横截面尺寸为10至500纳米。

4.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均轴向尺寸为100至5000纳米。

5.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均轴向尺寸为50至2000纳米。

6.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔的平均轴向尺寸为100至1000纳米。

7.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTM D1238在2160克的负载下以及在230℃下测定，所述聚烯烃基质聚合物具有0.5至80克每10分钟的熔体流动速率。

8.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTM D1238在2160克的负载下以及在230℃下测定，所述聚烯烃基质聚合物具有1至40克每10分钟的熔体流动速率。

9.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTM D1238在2160克的负载下以及在230℃下测定，所述聚烯烃基质聚合物具有5至20克每10分钟的熔体流动速率。

10.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物是丙烯均聚物、丙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/α-烯烃共聚物或其组合。

11.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物是全同立构的聚丙烯均聚物或包含按重量计至少90％的丙烯的共聚物。

12.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述连续相占所述热塑性组合物的60wt.％至99wt.％。

13.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米包含物添加剂在室温下为液体或半固体。

14.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米包含物添加剂为具有非极性组分的聚合物。

15.权利要求14所述的吸收性制品，其中所述聚合物为微晶聚烯烃蜡。

16.权利要求14所述的吸收性制品，其中所述聚合物还包含极性组分。

17.权利要求16所述的吸收性制品，其中所述聚合物为官能化的聚烯烃。

18.权利要求17所述的吸收性制品，其中所述官能化的聚烯烃为聚环氧化物。

19.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTM D1238在2160克的负载下以及在熔融温度以上至少40℃的温度下测定，所述纳米包含物添加剂具有0.1至100克每10分钟的熔体流动速率。

20.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTM D1238在2160克的负载下以及在熔融温度以上至少40℃的温度下测定，所述纳米包含物添加剂具有0.5至50克每10分钟的熔体流动速率。

21.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中根据ASTM D1238在2160克的负载下以及在熔融温度以上至少40℃的温度下测定，所述纳米包含物添加剂具有5至15克每10分钟的熔体流动速率。

22.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率与所述纳米包含物添加剂的熔体流动速率的比例为0.2至8。

23.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率与所述纳米包含物添加剂的熔体流动速率的比例为0.5至6。

24.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率与所述纳米包含物添加剂的熔体流动速率的比例为1至5。

25.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米包含物添加剂为纳米级区域的形式，其中所述纳米级区域的平均横截面尺寸为1纳米至1000纳米。

26.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中基于所述连续相的重量，所述纳米包含物添加剂占所述组合物的0.1wt.％至10wt.％。

27.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂为聚酯。

28.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂是聚乳酸。

29.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂具有0℃或更高的玻璃化转变温度。

30.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂具有5℃至100℃的玻璃化转变温度。

31.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂具有30℃至80℃的玻璃化转变温度。

32.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂具有50℃至75℃的玻璃化转变温度。

33.权利要求1所述的吸收性制品，其中在2160克的负载下以及在210℃的温度下测定，所述微米包含物添加剂具有5至200克每10分钟的熔体流动速率。

34.权利要求1所述的吸收性制品，其中在2160克的负载下以及在210℃的温度下测定，所述微米包含物添加剂具有20至150克每10分钟的熔体流动速率。

35.权利要求1所述的吸收性制品，其中在2160克的负载下以及在210℃的温度下测定，所述微米包含物添加剂具有40至100克每10分钟的熔体流动速率。

36.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂的熔体流动速率与所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率的比例为0.5至10。

37.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂的熔体流动速率与所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率的比例为1至8。

38.权利要求1所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂的熔体流动速率与所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率的比例为2至6。

39.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的杨氏弹性模量与所述微米包含物添加剂的杨氏弹性模量的比例为1至250。

40.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的杨氏弹性模量与所述微米包含物添加剂的杨氏弹性模量的比例为2至100。

41.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述聚烯烃基质聚合物的杨氏弹性模量与所述微米包含物添加剂的杨氏弹性模量的比例为2至50。

42.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述微米包含物添加剂为平均轴向尺寸为1微米至400微米的微米级区域的形式。

43.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中基于所述连续相的重量，所述微米包含物添加剂占组合物的5wt.％至20wt.％。

44.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物还包含界面改性剂。

45.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述多孔网络还包括微米孔。

46.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述多孔网络以均匀的方式分布在整个所述组合物中。

47.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔以平行的列分布。

48.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纤维的总的孔体积为每立方厘米15％至80％。

49.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述纳米孔占聚烯烃纤维的总的孔体积的20vol.％或更多。

50.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物的密度为0.90g/cm³或更低。

51.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物的密度为0.85g/cm³或更低。

52.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物的密度为0.80g/cm³或更低。

53.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物的密度为0.10g/cm³至0.75g/cm³。

54.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物的密度为0.20g/cm³至0.70g/cm³。

55.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述热塑性组合物不含发泡剂。

56.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述非织造纤网为纺粘纤网、熔喷纤网、粘合梳理纤网、共成形纤网、水刺纤网或其组合。

57.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述底片包含所述非织造纤网。

58.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述顶片包含所述非织造纤网。

59.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述吸收性元件包括所述非织造纤网。

60.权利要求59所述的吸收性制品，其中所述吸收性元件包括芯层、浪涌层、传递延迟层、包裹片、通风层或其组合，并且其中所述层中的一个或多个包含所述非织造纤网。

61.权利要求59所述的吸收性制品，其中所述吸收性元件包括芯层和设置在所述芯层和顶片之间的浪涌层，其中所述浪涌层包含所述非织造纤网。

62.权利要求1至3中任一项所述的吸收性制品，其中所述制品包含包括非织造纤网的另外的组件，所述另外的组件包括耳片、防护翼、侧片、弹性元件、紧固件或其组合。