蔗糖聚酯、或它们的组合。所述 矿物油或蜡可为直链烷烃、支化烷烃、或它们的组合。蜡可为部分或完全氢化的材料，或它 们的组合和混合物，它们未改性形式的蜡在室温下形式上为液体。
[0085]本文所公开的组合物中预期的油或蜡的非限制性例子包括牛脂、蓖麻油、椰子油、 椰树种子油、玉米胚芽油、棉籽油、鱼油、亚麻籽油、橄榄油、奥蒂树油、棕榈仁油、棕榈油、 棕榈种子油、花生油、油菜籽油、红花油、大豆油、鲸蜡油、向日葵籽油、妥尔油、桐油、鲸油、 以及它们的组合。具体甘油三酯的非限制性例子包括甘油三酯，例如，三硬脂酸甘油酯、 甘油三油酸酯、三棕榈酸甘油酯、1，2-二棕榈油精、1，3-二棕榈油精、1-棕榈酸-3-硬脂 酸-2-油精、1-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-1-硬脂酸-3-油精、甘油三亚油酸 酯、1，2-二棕榈酸亚油精、1-棕榈酸-二亚油精、1-硬脂酸-二亚油精、1，2-二乙酸棕榈酸 甘油酯、1，2-二硬脂酸-油精、1，3-二硬脂酸-油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、 以及它们的组合。预期的具体脂肪酸的非限制性例子包括月桂酸、月桂烯酸、亚油酸、亚麻 酸、肉豆蔻酸、肉豆蔻脑酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、以及它们的混合物。由于所述 蜡可具有熔融温度分布以产生峰值熔融温度，因此当>50重量％的所述蜡组分在等于或高 于25°C下熔融时，将所述蜡熔融温度定义为具有25°C或更高的所定义峰值熔融温度。该测 定可采用差示扫描量热仪OSC)进行，其中熔化热等同于蜡的重量百分比份数。
[0086] 由凝胶渗透色谱法（GPC)测定，所述油/蜡的数均分子量应小于2kDa，优选小于 1. 5kDa，还更优选小于1. 2kDa。
[0087] 由于所述油/蜡可具有熔融温度分布以产生峰值熔融温度，因此当>50重量％的 所述油组分在等于或低于25°C下熔融时，将所述油熔融温度定义为具有25°C或更低的所 定义峰值熔融温度。该测定可采用差示扫描量热仪OSC)进行，其中熔化热等同于油的重 量百分比份数。
[0088] 所述油或蜡可来自可再生材料（例如衍生自可再生资源）。如本文所用，"可再生 资源"是由速率与其消耗速率相当的自然过程产生的资源（例如在100年时段内）。所述 资源可天然或者通过农业技术再补充。可再生资源的非限制性例子包括植物（例如甘蔗、 甜菜、玉米、马铃薯、柑橘类水果、木本植物、木质纤维素、半纤维素、纤维素废物）、动物、鱼、 细菌、真菌和林业产品。这些资源可以是天然存在的、混合的、或遗传工程有机体。诸如原 油、煤、天然气和泥炭的天然资源的形成需要超过100年的时间，它们不被认为是可再生资 源。矿物油、石油和石油凝胶被视为煤炭的副产物废物流，虽然不可再生，但是它可被认为 是副广物油。
[0089] 矿物蜡的具体例子包括石蜡（包括凡士林）、蒙旦蜡、以及由裂化法制得的聚烯烃 蜡，优选聚乙烯衍生的蜡。可将矿物蜡和植物源蜡混合在一起。植物基蜡可由它们的碳-14 含量来区分。
[0090]
[0091] 分散于淀粉-热塑性聚合物或热塑性淀粉-热塑性聚合物组合物中的皂和油/蜡 以一定比例存在。油/蜡与皂的比率为1:1、2:1、5 :1、10:1、50:1和100:1。
[0092]如果期望测定未知聚合物-油脂组合物（例如在由第三方制得的产品中）中存在 的油脂百分比，油脂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1mm的最窄尺寸（即最小尺寸可不大于1mm)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lg混合物每l〇〇g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。将固体样品取出，并且风干60分钟，并且测定最终重量。计算油 脂重量百分比的公式为：
[0093]油脂重量％ =([混合物初始重量-混合物最终重量]/[混合物初始重 量])X100%
[0094] 添加剂
[0095] 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皂部分中。在所述添 加剂位于所述组合物的皂部分中的情况下，所述添加剂有利地是皂可溶的或皂可分散的。
[0096] 本文所公开的组合物中预期的添加剂类型的非限制性例子包括香料、染料、颜料、 纳米颗粒、防静电剂、填料、以及它们的组合。本文所公开的组合物可包含单一的添加剂或 添加剂的混合物。例如，香料和着色剂（例如颜料和/或染料）可均存在于所述组合物中。 当存在时，一种或多种添加剂通常以所述组合物的总重量计〇. 05重量％至20重量％，或 0. 1重量％至10重量％的重量百分比存在。
[0097] 如本文所用，术语"香料"用于表示随后从本文所公开的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。
[0098] 颜料或染料可以是无机的、有机的、或它们的组合。预期的颜料和染料的具体例子 包括颜料黄（C. I. 14)、颜料红（C. I. 48:3)、颜料蓝（C. I. 15:4)、颜料黑（C. I. 7)、以及它们 的组合。具体的预期染料包括水溶性油墨着色剂如直接染料、酸性染料、碱性染料，以及多 种溶剂可溶解的染料。例子包括但不限于FD&C蓝1 (C. I. 42090:2)、D&C红6 (C. I. 15850)、 D&C 红 7 (C. I. 15850:1)、D&C 红 9 (C. I. 15585:1)、D&C 红 21 (C. I. 45380:2)、D&C 红22((：. 1. 45380:3)、D&C 红 27 (C. I. 45410:1)、D&C 红 28 (C. I. 45410:2)、D&C 红 30 (C. I. 73360)、 D&C 红 33(C. I. 17200)、D&C 红 34(C. I. 15880:1)、和 FD&C 黄 5(C. I. 19140:1)、FD&C 黄 6(C. I. 15985:1)、FD&C 黄 10 (C. I. 47005:1)、D&C 橙 5 (C. I. 45370:2)、以及它们的组合。
[0099] 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。
[0100] 其它预期的添加剂包括热塑性聚合物的成核剂和澄清剂。适用于例如聚丙烯的具 体例子为苯甲酸和衍生物（例如苯甲酸钠和苯甲酸锂）、以及高岭土、滑石和甘油锌。二亚 苄基山梨醇（DBS)是可用的澄清剂的例子。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lOOOppm至1500ppm范围内的成核剂或澄清剂。可采用加入成核剂， 以改善最终淀粉-热塑性聚合物-油脂组合物的拉伸和冲击特性。
[0101] 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 414549、W093/08876和W093/08874中公开的表面活性剂。
[0102] 预期的纳米颗粒包括金属、金属氧化物、碳的同素异形体、粘土、有机改性粘土、硫 酸盐、氮化物、氢氧化物、氧基/氢氧化物、粒状水不溶性聚合物、硅酸盐、硫酸盐和碳酸盐。 例子包括二氧化硅、炭黑、石墨、石墨烯、富勒烯、膨胀石墨、碳纳米管、滑石、碳酸钙、膨润 土、蒙脱石、高岭土、甘油锌、二氧化硅、铝硅酸盐、氮化硼、氮化铝、硫酸钡、硫酸钙、氧化锑、 长石、云母、镍、铜、铁、钴、钢、金、银、铂、铝、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 公开的组合物的强度、热稳定性、和/或耐磨性，并且可赋予组合物电性能。
[0103]预期加入油，或所述组合物中存在一定量的油。所存在油的量按所述组合物总体 的重量计可在0重量％至40重量％，或5重量％至20重量％，或8重量％至15重量％范 围内。
[0104] 预期的抗静电剂包括已知提供防静电有益效果的织物柔软剂。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。
[0105] 制各本f所公开的组合物的方法
[0106]聚合物和油脂馆融混合:可通讨在油脂_淀粉或TPS-油脂组分存在下将热塑性聚 合物熔融，适宜地将聚合物、淀粉和油脂混合。应当理解，当熔融热塑性聚合物时，油脂也为 熔融态，任选的TPS也为熔融态。在熔融态下，聚合物、淀粉和油脂经历剪切，这能够使油脂 分散到热塑性聚合物和/或TPS和/或淀粉中。在熔融态下，油和/或蜡与聚合物和/或 TPS/淀粉彼此显著更相容。
[0107] 可以多种不同方法实现热塑性聚合物、淀粉和油脂的熔融混合，但是优选高剪切 方法以形成优选的组合物形态。所述方法可涉及传统热塑性聚合物加工设备。一般工艺顺 序涉及将热塑性聚合物和淀粉或TPS组分加入到体系中，熔融热塑性聚合物和TPS，然后加 入油脂。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特性。
[0108] 对于例示的方法，在热塑性聚合物和油脂存在下制备淀粉或TPS。对于例示的方 法，热塑性聚合物和油脂已经混合。美国专利7, 851，391、6, 783, 854和6, 818, 295描述了 制备TPS的方法。然而，淀粉/TPS可在线制得，并且热塑性聚合物和油脂在同一制程中混 合，以一步方法制得本文所公开的组合物。在一个示例性方法中，淀粉、淀粉增塑剂和热塑 性聚合物首先在双螺杆挤出机中混合，其中淀粉变性，或任选的TPS在热塑性聚合物存在 下形成。稍后，经由第二进料位置，将油脂加入到淀粉/TPS/热塑性聚合物混合物中。本申 请中公开的第二示例性方法为采用已经与聚合物混合的油脂，并且在包含油脂的热塑性聚 合物存在下制备热塑性淀粉。第三示例性方法为将任选包含热塑性聚合物的预先制得的热 塑性淀粉与包含含油脂的第二热塑性聚合物的第二组合物混合。
[0109]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旋转元素（例如形状 和间隙）以调节剪切特征。单螺杆挤出机的典型RPM范围为10至120。单螺杆挤出机设计 由进料部分、压缩部分和计量部分组成。在进料部分中，使用较高空隙体积的刮板，将聚合 物加热并且供入到压缩部分中，其中熔融完成并且完全熔融的聚合物被剪切。在压缩部分 中，刮板之间的空隙体积减少。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，然后在目标区域内经受温度和剪切。由于单螺杆工艺中每 个位置处的相互作用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，其中可通过旋转元素和/或圆筒设计或 螺杆转速，改变剪切。
[0110] 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 或小球，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：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。
[0111] 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l°c至50°C的 温度范围（例如通常为25°C的室温）。混合组合物的另选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。
[0112] 双螺杆挤出机:双螺杆挤出机是其中需要高强度混合的大多数熔融聚合物挤出中 所用的典型单元。双螺杆挤出机包括两个轴和外部圆筒。双螺杆挤出机的典型RPM范围为 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，并且在目标区域内经受 高温和剪切。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 可通过旋转元素和/或圆筒设计，改变剪切。
[0113] 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l〇s)，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。混合组合物的另选的最 终用途是经由熔融掺加物的纺丝并且冷却，直接进一步加工成细丝或纤维。
[0114] 可米用一种螺杆外形，使用Baker Perkins CT_2525mm共旋的52:1长度与直径比 率体系。该特定的CT-25由11个区域组成，其中可控制温度以及模具温度。同样可行的四 个液体注射位点位于区域1和2之间（位置A)、区域2和3之间（位置B)、区域5和6之 间（位置C)、和区域7和8之间（位置D)。
[0115] 液体注射位置没有直接加热，而是间接通过相邻加热区域。位置A、B、C和D可用 于注入油脂，或油脂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域6和区域7之间。区域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，否则在区域1中加入油脂。另选地，油脂经由胶罐熔融，并且经由 热软管供向双螺杆。胶罐和供料软管均在大于油脂熔点的温度（例如170°C )下加热。
[0116] 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，包括在区域1传输到区域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。
[0117] 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域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 45/5/12 LH(向左转），接着是10个RKB 45/5/12,然后是逆转元件RSE 24/12 LH，接着使 用五个RSE36/36元件传输到第二混合部分。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。位于区域7和区域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 24/12 LH。混合区域前 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。
[0118]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 给出混合的具体例子，但是使用各种元件配置的许多不同组合是可行的，达到所需的混合 度，以形成紧密掺加物。
[0119] 可使用第二混配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个区域组成，其中可控制温度以及模具温度。将材料加入到区域1内的挤出机 中。排放口位于区域11中。
[0120] 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l〇s'或 大于30s'或10至10, 000s'或30至10,OOOjT1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，在本文所公开的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。
[0121] MM
[0122] 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（例如小球、纤维）。形成本发明多种制品形式的制备方法描述于本文中。
[0123] 纤维
[0124] 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,大于500,以及大于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物种。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。DuPont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)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， 1"1 年 l2 月（第 103 页）和来自 Woodhead Publishing 的由 Nakajima 编辑的"Advanced Fiber Spinning Technology"。
[0125] 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 出体系中通过同一喷丝头递送出来的。在该例子中，挤出体系为一种多组分挤出体系，其将 不同的聚合物递送至独立毛细管。例如，一种挤出体系递送如本文所述的组合物，并且另一 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 体系可能递送聚乙烯树脂，并且另一种递送如本文所述的组合物。在第三种情况下，一种挤 出体系可能递送如本文所述的第一组合物，并且第二挤出体系递送具有不同热塑性聚合物 的如本文所述的组合物。该体系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。
[0126] 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。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。
[0127] 通常