Podstata vynálezu
V souladu s jedním provedením předkládaného vynálezu je popsaný splachovací aplikátor tamponů. Aplikátor tamponů zahrnuje vnější trubičku pro umístění tamponu a také zahrnuje vnitřní trubičku, která alespoň částečně vede do vnější trubičky. Vnější trubička zahrnuje vnější povrch v kontaktu s tělem, aby se vnitřní trubičkou dalo vzhledem k vnější trubičce pohybovat a je nastavena k vývodu tamponu z vnější trubičky. Alespoň jedna z vnější a vnitřní trubičky je tvarovaným dílem. Dále alespoň jedna z vnější a vnitřní trubičky zahrnuje termoplastickou kompozici. Termoplastická kompozice obsahuje od přibližně 50 % hmotn. do přibližně 98 % hmotn. částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů. Částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy zahrnují první polyvinylalkohol a druhý polyvinylalkohol, kde viskozita prvního polyvinylalkoholů je nižší než viskozita druhého polyvinylalkoholů. Navíc poměr hmotnostních procent prvního polyvinylalkoholů k druhému polyvinylalkoholů se pohybuje od přibližně 1 do přibližně 20. Termoplastické kompozice také zahrnuje od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn. plastifikátoru.
V souladu s dalším provedením předkládaného popisu je popsaný způsob pro tvarování části tvarované vstřikováním. Způsob zahrnuje vstřikováním tvarovanou peletizovanou, ve vodě dispergovatelnou, termoplastickou kompozici, vstříknutou do dutiny formy a tvarování termoplastické kompozice do lisovaného dílu v dutině formy. Mezitím termoplastická kompozice zahrnuje od přibližně 50 % hmotn. do přibližně 98 % hmotn. částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů. Částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol dále zahrnuje první polyvinylalkohol a druhý polyvinylalkohol, kde viskozita prvního polyvinylalkoholů je nižší než viskozita druhého polyvinylalkoholů Navíc poměr hmotnostních procent prvního polyvinylalkoholů k druhému polyvinylalkoholů se pohybuje od přibližně 1 do přibližně 20. Termoplastická kompozice také zahrnuje od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn. plastifikátoru a má index tání od přibližně 40 gramů za 10 minut do přibližně 160 gramů za 10 minut pokud jsou podrobeny zátěži 2160 gramů a teplotě 190oOC podle
ASTM způsobu testování D1238-E.
V souladu s ještě dalším provedením předkládaného popisu je popsaná termoplastická kompozice dispergovatelná ve vodě. Termoplastická kompozice obsahuje od přibližně 50 % hmotn. do přibližně 98 % hmotn. částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů. Částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy zahrnují první polyvinylalkohol a druhý polyvinylalkohol, kde poměr hmotnostních procent prvního polyvinylalkoholů ke druhému polyvinylalkoholů se pohybuje od přibližně 1 do přibližně 20. Dále má první polyvinylalkohol viskozitu pohybující se od přibližně 1 centipoise do přibližně 3,5 centipoise a druhý polyvinylalkohol má viskozitu pohybujíc se od přibližně 3,5 centipoise do přibližně 15 centipoise. Termoplastická kompozice dále zahrnuje od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn. plastifikátoru a má index tání od přibližně 40 gramů za 10 minut do přibližně 160 gramů za 10 minut pokud jsou podrobeny zátěži 2160 gramů a teplotě 190 °C podle ASTM způsobu testování D1238-E.
Další vlastnosti a aspekty předkládaného vynálezu jsou podrobněji uvedeny níže.
Stručný popis obrázků
Úplný a otevírací popis předkládaného vynálezu, obsahující nejlepší způsob z něj, směřován na běžnou profesní zručnost, je podrobněji uveden zejména ve zbývající části specifikace, která odkazuje na připojené obrázky, na nichž:
Obr. 1 je schematický obrázek jednoho provedení přístroje na vstřikování plastických hmot pro použití v předkládaném vynálezu;
Obr. 2 je perspektivní pohled na jedno provedení aplikátoru tampónů dispergovatelného ve vodě, jak je zvažováno předkládaným vynálezem;
Obr. 3 je pohled v řezu na jedno provedení komponenty aplikátoru tampónů předkládaného vynálezu; a
Obr. 4 je pohled v řezu na další provedení komponenty aplikátoru tampónů předkládaného vynálezu.
Opakované používání odkazů znaků v předkládané specifikaci a nákresy jsou určeny k představení stejných nebo analogických vlastností nebo prvků vynálezu.
Podrobný popis příkladných provedení
Odkaz nyní bude proveden do podrobností k různým provedením vynálezu, jeden nebo více příkladů kterého jsou zveřejněny níže. Každý příklad je uveden pomocí vysvětlení vynálezu, nikoli omezení vynálezu. Ve skutečnosti, osobám znalým stavu techniky bude zřejmé, že různé modifikace a změny mohou být v předkládaném vynálezu provedeny bez odchylky od rozsahu nebo podstaty vynálezu. Například, vlastnosti znázorněné nebo popsané jako součást jednoho provedení, mohou být použity v jiném provedení, aby bylo získáno ještě další provedení. Je tudíž úmyslem, že předkládaný vynález pokrývá takové modifikace a změny protože přicázejí v rámci rozsahu připojených nároků a jejich ekvivalentů.
Obecně řečeno je předkládaný vynález směřován na termoplastickou kompozici, která je senzitivní na vodní prostředí (např. rozpustná ve vodě, dispergovatelná ve vodě atd.) tím, že v průběhu času ztrácí svou integritu za přítomnosti vody, přesto má rovněž dostatečně vysoký index tání a dostatečně nízkou viskozitou tání, takže může být tvarovaný do části, jako je aplikátor tamponů. Například má termoplastická kompozice dostatečně vysoký index tání a dostatečně nízkou viskozitu tání, aby mohla být tvarovaná vstřikováním. Kompozice obsahuje částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy a plastifikátor. Požadované atributy kompozice, senzitivní na vodní prostředí a mechanické, a výsledné tvarované díly, jako jsou aplikátory tamponů, mohou být dosaženy v předkládaném vynálezu selektivní regulací různých druhů aspektů kompozice, jako například vlastností každé z používaných komponent, relativního obsahu každé komponenty, hmotnostní procento jedné komponenty k hmotnostnímu procentu jiné komponenty, způsobu, kterým je kompozice vytvořena a podobně.
Dále může aplikátor tamponů podle předkládaného vynálezu zahrnovat vnější trubičku a vnitřní trubičku, jedna či obě z nichž mohou být vytvořeny z termoplastické, ve vodě rozpustné kompozice předkládaného vynálezu, tak aby aplikátor tamponů byl splachovací a mohl se rozpadat ve vodě. Ve vnější trubičce je umístěný tampon, a vnitřní trubička je použita k zasunutí tamponu obsaženého ve vnější trubičce. Vnější trubička může zahrnovat vkládací špici, která je tvořena z termoplastické ve vodě rozpustné kompozice podle předkládaného vynálezu. Protože je možné, že by aplikátor tamponů, a obzvláště vnější trubička, byly ulepené vzhledem k vlhkému prostředí ve kterém je použitý, jedna či více součástí aplikátoru tamponů může být pokrytý nebo obalený méně ve vodě dispergovatelnou kompozicí, jako je polytetrafluoroethylen (PTFE) nebo polyethylen (HDPE) o vysoké hustotě. V některých provedeních mohou tento dodatečný povlak nebo vrstvu, které jsou 4 tvarovány vstřikováním, zahrnovat pouze součásti aplikátoru tamponů, které jsou v kontaktu s tělem, jako je vnější trubička a/nebo vkládací špice. V jiných provedeních tento dodatečný povlak nebo vrstvu mohou zahrnovat také součásti, které nejsou v kontaktu s tělem, jako třeba vnitřní trubička.
V této souvislosti, budou různá provedení předkládaného vynálezu nyní podrobněji popsána níže.
I. Komponenty termoplastické kompozice
A. Polymer polyvinylalkoholu
Ve vodě dispergovatelná, termoplastická kompozice zahrnuje jeden nebo více polymerů obsahujících jednotku repetice mající funkční hydroxylovou skupinu, jako například polyvinylalkohol („PVOH“), kopolymery polyvinylalkoholu (např. kopolymery ethylenvinylalkoholu, kopolymery methylmetakrylátvinylalkoholu atd.), atd. Například, polymery vinylalkoholu mají alespoň dvě nebo více jednotek vinylalkoholu v molekule a mohou být homopolymerem vinylalkoholu nebo kopolymer obsahující jiné monomerní jednotky. Homopolymery vinylalkoholu mohou být získány hydrolýzou polymeru vinylesteru, jako například vinylmravenčan, vinylacetát, vinylpropionát atd. Kopolymery vinylalkoholu mohou být získány hydrolýzou kopolymeru vinylesteru s olefinem majícím 2 až 30 atomů uhlíku, jako například ethylen, propylen, 1-buten, atd.; nenasycená kyselina karboxylová mající 3 až 30 atomů uhlíku, jako například kyselina akrylová, kyselina methakrylová, kyselina krotonová, kyselina maleinová, kyselina fumarová atd., nebo jejich ester, sůl, anhydrid nebo amid; nenasycený nitril mající 3 až 30 atomů uhlíku, jako například akrylonitril, methakrylonitril atd.; vinylether mající 3 až 30 atomů uhlíku, jako například methylvinylether, ethylvinylether atd.; a podobně. Stupeň hydrolýzy může být zvolen, aby byla optimalizována rozpustnost atd. polymeru. Naříklad, stupeň hydrolýzy může být od přibližně 60 molárních % do přibližně 95 molárních %, v určitých provedeních od přibližně 80 molárních % do přibližně 90 molárních %, a v určitých provedeních od přibližně 85 molárních % do přibližně 89 molárních % a v určitých provedeních od přibližně 87 molárních % do přibližně 89 molárních %. Tyto částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy jsou rozpustné ve studené vodě. Oproti tomu úplně hydrolyzované nebo téměř hydrolyzované polyvinylalkoholy nejsou rozpustné ve studené vodě.
Alespoň dva částečně hydrolyzované polymery polyvinylalkoholu mohou být použity v termoplastické kompozici dispergovatelné ve vodě podle předkládaného vynálezu. Tyto alespoň dva částečně hydrolyzované polymery polyvinylalkoholu se 5 mohou vyskytovat v množství pohybujícím se od přibližně 50 % hmotn. do přibližně 98 % hmotn., jako například od přibližně 55 % hmotn. do přibližně 97 % hmotn., jako například od přibližně 60 % hmotn. do přibližně 96 % hmotn., jako například od přibližně 65 % hmotn. do přibližně 95 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Tyto alespoň dva částečně hydrolyzované polymery polyvinylalkoholu se mohou vyskytovat v různých množstvích na základě celkové hmotnosti kompozice. Například částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol o nízké viskozitě může být zkombinovaný s jedním nebo více částečně hydrolyzovanými polyvinylalkoholy o vysoké viskozitě. Částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol o nízké viskozitě (např. nízké molekulární hmotnosti) může mít za následek kompozici s vysokým indexem tání, zatímco zároveň využívá plastifikátor nižší úrovně, což může zabránit přesunutí či rozvinutí plastifikátoru na povrchu. Na druhou stranu použití částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu o nízké viskozitě může mít za následek nízké vlastnosti prodloužení při přetržení, což odpovídá materiálu, který je lámavý a netažný. Jako takové, mohou být jeden nebo více částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů o vyšší viskozitě (vyšší molekulární hmornosti) zkombinovány s částečně hydrolyzovaným polyvinylalkoholem o nízké viskozitě k poskytnutí zlepšní roztažnosti, o čemž svědčí zvýšeným procentem prodloužení při přetržení a nižším modulem. Nicméně k dosažení dostatečně vysokého indexu tání, aby se částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy o vyšší viskozitě staly termoplastickými a tvarovatelnými vstřikováním je potřeba více plastifikátoru, musí být tedy dosaženo pečlivé rovnováhy k obdržení požadovaných mechanických vlastností indexu tání u části tvarované vstřikováním bez použití příliš velkého množství plastifikátoru, který by se mohl přesunovat během zpracování a skladování.
Obecně se může poměr částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu o nižší viskozitě vyskytujícího se v kompozici (např. SELVOL™ 502) a částečně hydrolyzovaného polymeru (polymerů) rozpustného ve vodě o vyšší viskozitě vyskytujícího se v kompozici (např. SELVOL™ 203 a 205) pohybovat od přibližně 1 do přibližně 20, například od přibližně 1,25 do přibližně 15, například od přibližně 1,5 do přibližně 10. Tímto regulováním poměru částečně hydrolyzovaného polymeru rozpustného ve vodě o nižší viskozitě a částečně hydrolyzovaného polymeru (polymerů) rozpustného ve vodě o vyšší viskozitě je dosaženo kompozice o dostatečném idexu tání pro tvarování vstřikováním, což může být přisuzováno nízké viskozitě částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu, zatímco zároveň nejsou 6 obětovány mechanické vlastnosti výsledné části tvarované vstřikováním, což může být přisuzováno vysoké viskozitě částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu (polyvinylalkoholů). Například, vysoká viskozita částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu (polyvinylalkoholů) může přispívat k roztažnosti (nižší modul, zvýšené prodloužení) kompozice k potlačení jakékoliv lámavosti (vysoký modul, nižší prodloužení), které může být alespoň částečně přisuzováno nízké viskozitě částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu, kdy nízká viskozita částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu může zvyšovat index tání na dostatečně vysokou úroveň k umožnění tvarování vstřikováním výsledné kompozice. Použitím částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu o nízké viskozitě v termoplatické kompozici podle předkládaného vynálezu je potřebný nízká úroveň plastifikátoru, čímž se zamezí problémům souvisejícím s přesunem a rozvinutím plastifikátoru. Nicméně bylo také zjištěno, že selektivním regulováním typů a poměrů použitých částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů může být dosaženo vyššího indexu tání I když jsou použity částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy o vysoké viskozitě, které poskytnou zvýšenou roztažnost částí tvarovaných z termoplastické kompozice podle předkládaného vynálezu.
Nízká viskozita částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu (polyvinylalkoholů) se může pohybovat od přibližně 1 centipoise (cps) až přibližně 3,5 cps, například od přibližně 2 cps do přibližně 3,45 cps, například od přibližně 3 cps do přibližně 3,4 cps. Mezitím se vysoká viskozita částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu (polyvinylalkoholů) může pohybovat od 3,5 cps až přibližně 15 cps, například od přibližně 3,75 cps do přibližně 12 cps, například od přibližně 4 cps do přibližně 10 cps. Dále, v některých provedeních je částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol o nízké viskozitě přítomen v množství pohybujícím se od přibližně 20 % hmotn. do přibližně 80 % hmotn., jako například od přibližně 35 % hmotn. do přibližně 75 % hmotn., jako například od přibližně 40 % hmotn. do přibližně 70 % hmotn. celkové hmotnosti kompozice. Mezitím, mohou být jeden nebo více částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů o vysoké viskozitě přítomny v v množství pohybujícím se od přibližně 1 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn., jako například od přibližně 2,5 % hmotn. do přibližně 40 % hmotn., jako například od přibližně 5 % hmotn. do přibližně 30 % hmotn. celkové hmotnosti polymerové kompozice. Dále, když se vyskytují dva nebo více polymerů částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů o vysoké viskozitě, poměr hmotnostních procent polymeru částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu o 7 vysoké viskozitě, který má ze dvou polymerů částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů o vysoké viskozitě tu nižší viskozitu ke polymerům částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholů o vysoké viskozitě, které mají ze dvou polymerů částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů o vysoké viskozitě tu vyšší viskozitu se pohybuje od přibližně 1 do přibližně 10, například od přibližně 1,25 do přibližně 9, například od přibližně 1,5 do přibližně 8.
Příklady vhodných polymerů polymeru částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholů jsou dostupné pod označením SELVOL™ 203,205, 502, 504,508, 513, 518, 523,530, nebo 540 od Sekisui Specialty Chemicals America, LLC of Dallas, Texas. Například, SELVOL™ 203 má 87% až 89% procentuální hydrolýzy a viskozitu 3,5 až 4,5 centipoise (cps), jak je stanoveno podle 4% pevného kapalného roztoku při 20°C. SELVOL™ 205 má 87% až 89% procentuální hydrolýzy a viskozitu 5,2 až 6,2 centipoise (cps) jak je stanoveno podle 4% pevného kapalného roztoku při 20°C. SELVOL™ 502 má 87% až 89% procentuální hydrolýzy a viskozitu 3,0 až 3,7 centipoise (cps) jak je stanoveno podle 4% pevného kapalného roztoku při 20°C. SELVOL™ 504 má 87% až 89% procentuální hydrolýzy a viskozitu 4,0 až 5,0 centipoise (cps) jak je stanoveno podle 4% pevného kapalného roztoku při 20°C. SELVOL™ 508 má 87% až 89% procentuální hydrolýzy a viskozitu 7,0 až 10,0 centipoise (cps) jak je stanoveno podle 4% pevného kapalného roztoku při 20°C. Další vhodné polymery částečně hydrolyzovaných polyvinylakoholů jsou dostupné pod označením ELVANOL™ 50-14, 50-26, 50-42, 51-03, 51-04, 51-05, 51-08, and 52-22 od DuPont, stejně jako řada polyvinylakoholů SELVOL™ dostupných od Celanese Corp. Například, ELVANOL™ 51-05 má 87% až 89% procentuální hydrolýzy a viskozitu 5,0 až 6,0 centipoise (cps) jak je stanoveno podle 4% pevného kapalného roztoku při 20°C. V předkládaném vynálezu polyvinylakoholy vyznačující se nízkou viskozitou zahrnují SELVOL™ 502 (3,0 až 3,7 cps), kde středová nebo průměrná nízká viskozita polyvinyalkoholu je obecně nižší než přibližně 3,35 cps, jak je určeno zprůměrováním minimální a maximální viskozity poskytnuté u komerčně dostupných částečně hydrolyzovaných polyvinyalkoholů. Mezitím polyvinylalkoholy vyznačující se vysokou viskozitou zahrnují SELVOL™ 203 (3,5 až 4,5 cps), SELVOL 504™ (4,0-5,0 cps), ELVANOL™ 51-05 (5,0 až 6,0 cps), SELVOL™ 205 (5,2 až 6,2 cps), and SELVOL™ 508 (7,0-10,0 cps), kde středová nebo průměrná nízká viskozita polyvinyalkoholu je obecně nižší než přibližně 4,0 cps, jak je určeno zprůměrováním minimální a maximální viskozity poskytnuté u komerčně dostupných částečně 8 hydrolyzovaných polyvinyalkoholů.
B. Plastifikátor
Plastifikátor je rovněž používán v termoplastické kompozici dispergovatelné ve vodě, aby se polymer rozpustný ve vodě stal termoplastickým a tím vhodným pro extruzi do pelet a následné tvarování vstřikováním. Vhodné plastifikátory mohou obsahovat například plastifikátory z vícemocného alkoholu, jako například cukry (např. glukóza, třtinový cukr, fruktóza, rafinóza, maltodextróza, galaktóza, xylóza, maltóza, laktóza, manóza a erytróza), cukerné alkoholy (např. erythritol, xylitol, malitol, mannitol a sorbitol), polyoly (např. ethylenglykol, glycerol, propylenglykol, dipropylenglykol, butylenglykol a hexantriol), polyethylenglykoly atd. Vhodné jsou rovněž organické sloučeniny vytvářející vodíkovou vazbu, které nemají hydroxylovou skupinu, obsahující močovinu a deriváty močoviny; anhydridy cukerných alkoholů, jako například sorbitan; živočišné proteiny jako například želatina; rostlinné proteiny jako například slunečnicový protein, sojové proteiny, bavlníkové proteiny; a jejich směsi. Další vhodné plastifikátory mohou obsahovat estery ftalátu, dimethyl a diethylmalonan a příslušné estery, triacetát glycerolu, glycerol mono a diacetáty, glycerol mono, di, a tripropionáty, butanoáty, stearáty, estery kyseliny mléčné, estery kyseliny citrónové, estery kyseliny adipové, estery kyseliny stearové, estery kyseliny olejové a další estery kyselin. Mohou být rovněž použity alifatické kyseliny, jako například ethylenakrylová kyselina ethylenakrylová, kyselina ethylenmaleinová, kyselina butadienakrylová, kyselina butadienmaleinová, kyselina propylenakrylová, kyselina propylenmaleinová a další kyseliny na bázi uhlovodíku. Plastifikátor s nízkou molární hmotností je výhodný, jako například méně než přibližně 20 000 g/mol, výhodně méně než přibližně 5 000 g/mol a výhodněji méně než přibližně 1 000 g/mol.
Plastifikátor může být začleněný do kompozice předkládaného vynálezu s použitím jakýkoliv z různých druhů známých technik. Například, derivát celulózy a/nebo polymery rozpustné ve vodě mohou být „předplastifikovány“ před zamícháním do kompozice. Alternativně, jedna nebo více komponent mohou být plastifikovány ve stejnou dobu, protože jsou spolu smíchány. Bez ohledu na to, mohou být použity dávkové a/nebo plynulé techniky smíchání tavením ke smísení komponent. Například, mohou být využity míchačka/hnětačka, míchačka Banbury, kontinuální míchačka Farrel, jednošnekový extrudér, dvoušnekový extrudér, válcový mlýn atd. Jedno zvláště vhodné zařízení ke smíchání tavením je dvoušnekový extrudér, pohybující se ve směru otáčení (např. dvoušnekový extrudér USALAB dostupný od firmy Thermo 9
Electron Corporation ze Stone, England nebo extrudér dostupný od firmy WernerPfleiderer z Ramsey, New Jersey). Takové extrudéry mohou zahrnovat násypné a odvzdušňovací otvory a umožňovat distributivní a disperzní míchání s vysokou intenzitou. Například, derivát celulózy a polymer rozpustný ve vodě mohou být na začátku dopravovány do násypného otvoru dvoušnekového extrudéru, aby byla vytvořena kompozice. Poté může být plastifikátor vstřikován do kompozice. Alternativně, kompozice může být současně přesouvána do průchodky extrudéru nebo odděleně v jiném bodu podél délky extrudéru. Smíchání tavením může proběhnout při jakýchkoliv různých teplotách, jako například od přibližně 30°C do přibližně 240°C, v určitých provedeních od přibližně 40°C do přibližně 200°C, a v určitých provedeních od přibližně 50°C do přibližně 180°C.
Plastifikátory se mohou vyskytovat v termoplastické kompozici dispergovatelné ve vodě v množství, pohybujícím se od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn., jako například od přibližně 3 % hmotn. do přibližně 45 % hmotn., jako například od přibližně 5 % hmotn. do přibližně 40 % hmotn. na základě celkové hmotnosti kompozice. V některých provedeních se může plastifikátor vyskytovat v množství 10 % hmotn. či vyšším, jako například od přibližně 10 % hmotn. do přibližně 35 % hmotn., jako například od přibližně 10 % hmotn. do přibližně 30 % hmotn., jako například od přibližně 10 % hmotn. do přibližně 25 % hmotn. na základě celkové hmotnosti kompozice.
C. Plniva
Ačkoliv kombinace dvou či více částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů a plastifikátoru může dosáhnout požadované rozpustnosti ve vodě potřebné pro termpolastickou kompozici dispergovatelnou ve vodě, může ještě často být obtížné docílit přesného nastavení mechanických vlastností, jak je požadováno pro části tvarované vstřikováním. V této souvislosti může kompozice rovněž obsahovat jedno nebo více plniv. V důsledku jeho tuhosti, množství plniva může být pohotově nastaveno, aby byla rozdrobena přizpůsobená kompozice na požadovaný stupeň roztažnosti (např. prodloužení v píku) a ztuhnutí (např. modul pružnosti).
Plnivo předkládaného vynálezu může obsahovat částice mající jakoukoliv požadovanou velikost, jako například ty, které mají průměrnou velikost od přibližně 0,5 do přibližně 10 mikrometrů, v určitých provedeních od přibližně 1 do přibližně 8 mikrometrů, a v určitých provedeních od přibližně 2 do přibližně 6 mikrometrů. Částice vhodné pro použití jako plnivo mohou obsahovat anorganické oxidy, jako například 10 uhličitan vápenatý, kaolínový jíl, křemík, oxid hlinitý, uhličitan barnatý, uhličitan sodný, oxid titaničitý, zeolity, uhličitan horečnatý, oxid vápenatý, oxid horečnatý, hydroxid hlinitý, mastek, atd.; sulfáty, jako například síran barnatý, síran hořečnatý, síran hlinitý, atd.; prášky celulózového typu (např., prášek dřevoviny, prášek dřeva atd.); uhlík; cyklodextriny; synthetické polymery (např. polystyren) a podobně. Ještě další vhodné částice jsou popsány v patentu USA č. 6015764a6111 163 McCormack a kol., 5 932 497 Morman a kol., 5 695 868 McCormack, 5 855 999 McCormack a kol., 5 997 981 McCormack a kok. a 6 461 457 Taylor a kol., které jsou odkazem na ni začleněny v tomto dokumentu v plném rozsahu pro všechny účely.
V jednom konkrétním provedení obsahuje plnivo částice vytvořené z uhličitanu vápenatého. Pokud je požadováno, mohou být použity částice uhličitanu vápenatého, které mají čistotu alespoň přibližně 95 % hmotn., v určitých provedeních alespoň přibližně 98 % hmotn. a v určitých provedeních alespoň přibližně 99 % hmotn. Takové uhličitany vápenaté s vysokou čistotou jsou zpravidla jemné, měkké a kulaté, takže poskytují částice s regulovanější a přesnější velikostí, aby byly zlepšeny vlastnosti kompozice. Příkladem takového uhličitanu vápenatého s vysokou čistotou je karibský mikritický uhličitan vápenatý, který se těží z měkkých a drolivých, jemně rozpojených, křídových mořských sedimentárních ložisek často se vyskytujících jako povrchová ložiska v Karibském moři (např. Jamajka). Takové uhličitany vápenaté mají typicky průměrnou velikost částic přibližně 10 mikrometrů nebo méně a vhodně přibližně 6 mikrometrů nebo méně. Jiné příklady karibských mikritických uhličitanů vápenatých jsou popsány v patentu USA č. 5 102 465 Lamond, který je odkazem na něj začleněn v tomto dokumentu pro všechny účely. Takové uhličitany vápenaté mohou být vlhké nebo suché horniny a klasifikovány do rozdělení částic s přesnou velikostí s částicemi oblého nebo kulového tvaru. Jeden zvláště vhodný mikritický uhličitan vápenatý je dostupný od Specialty Minerals pod označením „MD1517.“
Přestože to není požadováno, plnivo může být volitelně potaženo modifikátorem (např. mastnou kyselinou, jako například kyselinou stearovou nebo kyselina behenovou), aby bylo usnadněn volný tok částic ve velkém množství a jejich ulehčení disperze do kompozice. Plnivo může být předmícháno s takovými aditivy před mícháním s jinými komponentami kompozice nebo aditiva mohou být smíchány s dalšími komponentami kompozice a plnivy při kroku smíchání tavením.
Když jsou přítomna, plniva se mohou vyskytovat v množství, pohybujícím se od přibližně 0,5 % hmotn. do přibližně 35 % hmotn., jako například od přibližně 1 % hmotn. do přibližně 30 % hmotn., jako například od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 25 % hmotn., jako například od přibližně 3 % hmotn. do přibližně 20 % hmotn. na základě celkové hmotnosti termoplastické kompozice dispergovatelné ve vodě.
D. Barviva
Navíc, termoplastická kompozice dispergovatelná ve vodě může obsahovat jedno nebo více barviv (např. pigment nebo organické barvivo). Typicky, pigment odkazuje na barvicí látku založenou na anorganických nebo organických částicích, které se nerozpouštějí ve vodě nebo rozpouštědla. Pigmenty tvoří ve vodě obvykle emulzi nebo suspenzi. Na druhé straně, organické barvivo obecně odkazuje na barvicí látku, která je rozpustná ve vodě nebo rozpouštědla.
Pigment nebo organické barvivo se mohou vyskytovat v množství účinném, aby bylo viditelné, jakmile je kompozice zformována do části tvarované vstřikováním, tak, aby části z kompozice mohly mít vzhled pro uživatele příjemný na pohled. Vhodné organické pigmenty obsahují mléčně žlutý AAOT (například Pigment Yellow 14 Cl No. 21 095), mléčně žlutý AAOA (například Pigment Yellow 12 Cl No. 21090), Hansa Yellow, Cl Pigment Yellow 74, Phthalocyanine Blue (například Pigment Blue 15), litholovou červenou (například Pigment Red 52:1 Cl No. 15860:1), toluidinovou červenou (například Pigment Red 22 Cl No. 12315), dioxazinovou fialovou (například Pigment Violet 23 Cl No. 51319), ftalocyaninovou zelenou (například Pigment Green 7 Cl No. 74260), ftalocyaninovou modrou (například Pigment Blue 15 Cl No. 74160), červenou kyseliny naftoové (například Pigment Red 48:2 Cl No. 15865:2). Anorganické pigmenty obsahují oxid titaničitý (například Pigment White 6 Cl No. 77891), oxidy železa (například červený, žlutý a hnědý), oxid chromitý (například zelený), železito-amonný ferokyanid (například modrý) a podobně.
Vhodná organická barviva, která mohou být používána, obsahují například kyselá barviva a sulfonovaná organická barviva obsahující přímá barviva. Další vhodná organická barviva obsahují azobarviva (např., Solvent Yellow 14, Dispersed Yellow 23 a Metanil Yellow), antrachininové barviva (např. Solvent Red 111, Dispersed Violet 1, Solvent Blue 56 a Solvent Orange 3), xantenová barviva (např., Solvent Green 4, Acid Red 52, Basic Red 1 a Solvent Orange 63), azinová barviva a tak podobně.
Když jsou přítomna, barvicí činidla se mohou vyskytovat v termoplastické kompozici dispergovatelné ve vodě v množství, pohybujícím se od přibližně 0,5 % hmotn. do přibližně 20 % hmotn., jako například od přibližně 1 % hmotn. do přibližně 12
15 % hmotn., jako například od přibližně 1,5 % hmotn. do přibližně 12,5 % hmotn., jako například od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 10 % hmotn. na základě celkové hmotnosti termoplastické kompozice dispergovatelné ve vodě.
E. Další volitelné komponenty
Kromě komponent uvedených výše, jiná aditiva mohou být rovněž začleněny do kompozice předkládaného vynálezu, jako například disperzní pomocné prostředky, stabilizátory tavení, stabilizátory zpracování, prostředky pro tepelnou stabilizaci, stabilizátory světlostálosti, antioxidanty, stabilizátory stárnutí teplem, zjasňovací přípravky, prostředky bránící blokování, pojivá, lubrikanty atd. Například disperzní pomocné prostředky mohou být rovněž použity, aby pomohly vytvořit rovnoměrnou disperzi směsi derivátu celulózy/polyvinylalkoholu/plastifikátoru a brzdily nebo zabránily separaci do fází složek. Obdobně, disperzní pomocné prostředky mohou rovněž zlepšit dispergovatelnost kompozice ve vodě. Přestože jakýholiv disperzní pomocný prostředek může být v předkládaném vynálezu obvykle používán, povrchově aktivní látky, mající určitý hydrofilní/lipofilní rovnováhu („HLB“), mohou zlepšit dlouhodobá stabilitu kompozice. Index HLB je v oboru dobře známý a je stupnicí, která měří rovnováhu mezi tendencí k hydrofilnímu a lipofilnímu roztoku směsi. Stupnice HLB se pohybuje od 1 do přibližně 50, s nižšími čísly představujícími vysoce lipofilní tendence a vyššími čísly představujícími vysoce hydrofilní tendence. V určitých provedeních předkládaného vynálezu je hodnota HLB povrchově aktivních látek od přibližně 1 do přibližně 20, v určitých provedeních od přibližně 1 do přibližně 15 a v určitých provedeních od přibližně 2 do přibližně 10. Pokud je požadováno, mohou být použity dvě nebo více povrchově aktivních látek, které mají hodnoty HLB buď pod nebo nad požadovanou hodnotou, avšak společně mají půměrnou hodnotu HLB v požadovaném rozmezí.
Jeden zvláště vhodný druh povrchově aktivních látek pro použití v předkládaném vynálezu jsou neiontové povrchově aktivní látky, které typicky mají hydrofobní bázi (např. alkylovou skupinu s dlouhým řetězcem nebo alkylátovou arylovou skupinu) a hydrofilní řetězec (např. řetězec obsahující ethoxy a/nebo propoxy podíly). Například, určité vhodné neiontové povrchově aktivní látky, které mohou být používány, zahrnují, aniž by se na ně omezovaly, ethoxidalkylfenoly, ethoxid- a propoxy-alifatické alkoholy, polyethylenglykolethery methylglukózy, polyethylenglykolethery sorbitolu, ethylenoxid-propylen oxid blokové kopolymery, ethoxidestery mastných kyselin (C8 -C18), kondenzáty ethylenoxidu s aminy nebo 13 amidy s dlouhým řetězcem, kondenzáty ethylenoxidu s alkoholy, estery mastné kyseliny, monoglycerid nebo diglyceridy alkoholů s dlouhým řetězcem a jejich směsi. V jednom konkrétním provedení může neiontová povrchově aktivní látka být ester mastné kyseliny, jako například ester mastné kyseliny sacharózy, glycerolester mastné kyseliny, propylenglykolester mastné kyseliny, sorbitanester mastné kyseliny, pentaerythritolester mastné kyseliny, sorbitolester mastné kyseliny a podobně. Mastná kyselina používanák vytvoření takových esterů může být nasycená nebo nenasycená, substituovaná nebo nesubstituovaná a může obsahovat od 6 do 22 atomů uhlíku, v určitých provedeních od 8 do 18 atomů uhlíku, a v určitých provedeních od 12 do 14 atomů uhlíku. V jednom konkrétním provedení mohou být mono- a di-glyceridy mastných kyselin použity v předkládaném vynálezu.
Když jsou použity, disperzní pomocný prostředek (prostředky) typicky tvoří od přibližně 0,01 % hmotn. do přibližně 15 % hmotn., jako například od přibližně 0,1 % hmotn. do přibližně 10 % hmotn., jako například od přibližně 0,5 % hmotn. do přibližně 5 % hmotn., jako například od přibližně 1 % hmotn. do přibližně 3 % hmotn. na základě celkové hmotnosti termoplastické kompozice dispergovatelné ve vodě.
II. Lisované díly
Lisovaný díl může být vytvořen z termoplastické kompozice dispergovatelné ve vodě podle předkládaného popisu s použitím jakékoliv z různých technik známých v oboru, jako například vytlačování s vyfukováním, tvarování vstřikováním, rotační tváření, tváření, atd., jakož i jejich kombinace. Například, předkládající vynálezci zjistili, že selektivní regulací specifických komponent kompozice a poměru jejich hmotnostních procent může být termoplastická kompozice dispergovatelné ve vodě mající dostatečně vysoký index tání a dostatečně nízkou viskozitu extrudovaná tavením do pelet jako homogenní materiál a extrudované pelety mohou být následně použity v aplikacích tvarování vstřikováním. Dále mohou mít části vytvarované z extrudovaných pelet požadované mechanické vlastnosti, přestože jsou dispergovatelné ve vodě. Obecně se index tání termoplastické kompozice dispergovatelné ve vodě může rovněž pohybovat od přibližně 40 gramů za 10 minut do přibližně 200 gramů za 10 minut, v určitých provedeních od přibližně 45 gramů za 10 minut do přibližně 180 gramů za 10 minut a v určitých provedeních, od přibližně 50 gramů za 10 minut do přibližně 160 gramů za 10 minut. Index tání je hmotnost polymeru (v gramech), který může být protlačen hrdlem extruzního reometru (průměr 0,21 cm (0,0825 palců)), když je vystaven zátěži 2 160 gramů během 10 14 minut při určité teplotě (např., 190°C), měřeno v souladu s ASTM způsobem testování D1238-E. Index tání odpovídá dostatečně nízké viskozitě, aby kompozice podle předkládaného vynálezu mohla být například extrudována a rovněž tlačena hrdlem do formy při tvarování vstřikováním.
Bez ohledu na zvolený proces tvarování může být termoplastická kompozice používána samotná ke tvarování lisovaného dílu nebo v kombinaci s jinými polymerickými komponentami ke tvarování lisovaného dílu. Například, v některých provedeních, jiný polymer (jiné polymery) mohou být vstřikovány nebo přesouvány do formy během procesu společného vstřikování k vytvoření vrstvy kůže nerozpustné ve vodě kolem středové vrstvy kompozice předkládaného vynálezu, dispergovatelné ve vodě. Mohou být rovněž vytvořeny spojovací vrstvy mezi středovou vrstvou a vrstvou kůže. Příklady strojů vhodných ke tvarování společným vstřikováním, vrstvenému nebo dvojsložkovému, zahrnují stroje vyrobené firmou Presma Corp., Northeast Mold & Plastics, Inc. Přestože to není požadováno, jádro takového dílu je typicky vytvořeno z termoplastické kompozice předkládaného vynálezu a vrstva kůže je typicky vytvořena z odlišného materiálu (např. vosku, křemíku (např. polysiloxanu), polytetrafluoretylenu, polyolefinu (např. polyethylenu), polyesteru, polyamidu, termoplastického elastomeru (např. polyuretanu nebo elastomeru na bázi polyolefinu) nebo jejich kombinace), který zlepšuje povrchové vlastnosti lisovaného dílu. Například, když lisovaný díl je aplikátor tampónů, vrstva kůže může mít snížený koeficient tření kvůli zvýšení pohodlí pro uživatelku. Navíc, vrstva kůže může mít nižší úroveň senzitivity na vodní prostředí, takže aplikátor se méně pravděpodobně začne rozpadat během používání.
Dále může být v některých provedeních vrstva kůže povlakem, který je aplikovaný na část tvarovanou vstřikováním obsahující termoplastickou kompozici podle předkládaného vynálezu. Mezitím v jiných provedeních může být polymer nerozpustný ve vodě smíchaný s jedním nebo více polymery rozpustnými ve vodě (např. jedním nebo více částečně hydrolyzovanými polyvinylalkoholy), následně tavením extrudovaný k vytvoření makroskopicky homogenní směsi, zatímco mikroskopicky existuje v extrudátu dvě nebo více fází, které mohou být tvarovány vstřikováním k vytvoření splachovacího aplikátoru.
Například, s odkazem na Obr. 1, je znázorněno podrobněji jedno specifické provedení jednosložkového přístroje nebo nástroje 10 na vstřikování plastických hmot, které mohou být používány v předkládaném vynálezu. V tomto provedení 15 přístroj 10 zahrnuje první základnu 12 formy a druhou základnu 14 formy, které společně definují část nebo dutinu 16 formy, definující komponentu. Každá ze základen 12 a 14 formy zahrnuje jednu nebo více chladicích kanálků 18, kterými proudí chladicí kapalina jako například voda ke chlazení přístroje 10 během používání. Tvarovací přistroj 10 zahrnuje rovněž proudový kanál pryskyřice, který vede z vnějšího povrchu 20 první poloviny 12 formy vtokovým kanálkem 22 do dutiny 16 formy. Proudový kanál pryskyřice může rovněž zahrnovat sběrný kanálek a branku, které nejsou kvůli jednoduchosti znázorněny. Tvarovací přístroj 10 zahrnuje rovněž jeden nebo více vyhazovačích kolíků 24 posuvně zajištěné uvnitř druhé poloviny 14 formy, která pomáhá definovat dutinu 16 formy v uzavřené pozici přístroje 10, jak je ukázáno na Obr. 1. Vyhazovači kolík 24 ovládá známým způsobem vyjmutí lisovaného dílu z dutiny 16 v otevřené pozici tvarovacího přístroje
10.
Termoplastická kompozice může být přímo vstřikována do tvarovacího přístroje 10 s použitím technik známých v oboru. Například, formovací materiál může být dodáván ve formě pelet do násypkového podavače napojeného na barel, který zahrnuje otáčející se šnek (neznázorněn). Jelikož se šnek otáčí, jsou pelety posunovány dopředu a jsou vystaveny extrémnímu tlaku a tření, což vytváří teplo k tavení pelet. Pásy elektrického ohřívače (neznázorněny), napojené na vnější povrch barelu, mohou rovněž pomoci regulovat ohřev a teplotu během tavícího procesu. Například, pásy mohou být ohřátý na teplotu od přibližně 200°C do přibližně 260°C, v určitých provedeních od přibližně 230°C do přibližně 255°C a v určitých provedeních, od přibližně 240°C do přibližně 250°C. Při vstupu do tvarovací dutiny 16 je tvarovací materiál ztuhlý chladicí kapalinou proudící kanálky 18. Chladicí kapalina může být například při teplotě („teplotě tvarování“) od přibližně 5°C do přibližně 50°C, v určitých provedeních od přibližně 10°C do přibližně 40°C a v určitých provedeních od přibližně 15°C do přibližně 30°C.
Lisované díly mohou mít různé velikosti a konfigurace. Například, lisované díly mohou být používány k vytvoření různých dílů využívaných v aplikacích „osobní péče“. Například, v jednom konkrétním provedení je lisovaný díl používán k vytvoření aplikátoru tampónů, který je dispergovatelný ve vodě. Lisovaný díl se může rozpadnout ve vodě z vodovodu za méně než přibližně 18 hodin, jako například méně než přibližně 12 hodin, jako například méně než přibližně 4 hodiny. V určitých provedeních se může lisovaný díl rozpadnout ve vodě z vodovodu za méně než 16 přibližně 3 hodiny, jako například méně než přibližně 2 hodiny, jako například za dobu od přibližně 5 minut do přibližně 100 minut. Dále, vzhledem ke specifické kombinaci polymerů částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholů, se tvarovaný díl může rozpadat v chladné vodě z vodovodu o teplotě nižší než přibližně 25°C, jako například od přibližně 5°C do přibližně 20°C, jako například od přibližně 10°C° do přibližně 15°C.
Dále, lisované díly, obsahující termoplastickou kompozici podle předkládaného vynálezu, která je dispergovatelná ve vodě, mohou mít hodnotu napětí v píku od přibližně 2 MPa do přibližně 50 MPa, jako například od přibližně 5 MPa do přibližně 40 MPa, jako například od přibližně 10 MPa do přibližně 30 MPa; prodloužení při přetržení od přibližně 40 % do přibližně 200 %, jako například od přibližně 45 % do přibližně 175 %, jako například od přibližně 50 % do přibližně 150 %; a modul od přibližně 100 MPa do přibližně 2000 MPa, jako například od přibližně 125 MPa do přibližně 1900 MPa, jako například od přibližně 150 MPa do přibližně 1800 MPa.
Lisované díly popsané výše mohou mít různé velikosti a konfigurace. Například, lisované díly mohou být používány k vytvoření různých dílů využívaných v aplikacích osobní péče. Například, v jednom konkrétním provedení je lisovaný díl používán k vytvoření aplikátoru tampónů, který je dispergovatelný ve vodě.
Jak je zobrazeno v sestavě 400 tampónu na Obr. 2, aplikátor 54 tampónu obsahuje vnější trubičku 40 a vnitřní trubičku 42. Vnější trubička 40 je dimenzovaná a tvarovaná tak, aby do ní byl umístěn tampón 52. Část vnější trubičky 40 je na Obr. 2 částečně odlomena, aby byl znázorněn tampón 52. Na znázorněném provedení má vnější trubička 40 výrazně hladký vnější povrch, což usnadňuje vložení aplikátoru 54 tampónu, aniž by byly odírány vnitřní tkáně. Vnější trubička 40 může být opatřena nátěrem, aby byla dosažena vysoká úroveň klouzání. Znázorněná vnější trubička 40 je rovná podlouhlá válcová trubička. Je však zřejmé, že by aplikátor 54 mohl mít odlišné tvary a velikosti než znázorněné a popsané v tomto dokumentu.
Prodloužením vnější strany vnější trubičky je vkládací špička 44. Vkládací špička 44, která tvoří jeden kus s vnější trubičkou 40, může být vyklenutá, aby bylo usnadněno vložení vnější trubičky do vagíny ženy pohodlným způsobem. Znázorněná vkládací špička 44 je vyrobena z tenkého pružného materiálu a má vícero měkkých pružných plátků 46, které jsou uspořádány tak, aby tvořily vyklenutí. Plátky 46 jsou radiálně ohebné (tj., ohýbající se ven), aby poskytly prodloužené otevření, kterým může být tampón 52 vypuzen, když je vnitřní trubičkou 42 tlačen dopředu. Je však 17 zřejmé, že vnější trubička 40 může být tvarována bez vkládací špičky 44. Vnější trubička bez vkládací špičky obsahuje otevřený konec (neznázorněn), kterým může být tampón 52 vypuzen, když je vnitřní trubičkou tlačen dopředu.
Vnitřní trubička 42 je prodloužený válec, který je používán k zasunutí tampónu 52, umístěného ve vnější trubičce 40. Volný konec 48 vnitřní trubičky 42 je konfigurován tak, aby uživatelka mohla pohybovat vnitřní trubičkou vůči vnější trubičce 40. Jinými slovy, volný konec 48 funguje jako držadlo pro ukazováček uživatelky. Vnitřní trubička 42 je používána k vysunutí tampónu 52 z vnější trubičky 40 a do vagíny ženy teleskopickým posouváním do vnější trubičky. Jelikož je uživatelkou vnitřní trubička 42 tlačena do vnější trubičky 40, je tampón 52 posunován proti vkládací špičce 44. Kontakt tampónem 52 má za následek, že plátky 46 vkládací špičky 44 se radiálně otevřou na průměr dostatečný k tomu, aby se tampón mohl přesunout z vnější trubičky 40 a do vagíny ženy. S tampónem 52 řádně umístěném ve vagíně ženy je aplikátor 54 tampónu vytažen. Vpoužité konfiguraci aplikátorů 54 tampónu je vnitřní trubička 42 umístěna ve vnější trubičce 40.
Vnitřní trubička 42, vnější trubička 40 a vkládací špička 44 mohou být tvořeny jednou nebo více vrstvami, kde jedna vsrtva obsahuje termoplastickou kompozici předkládaného vynálezu, tvarovanou vstřikováním a dispergovatelnou ve vodě. Dále, aby bylo zabráněno předčasnému rozkladu aplikátorů 54 v důsledku vlhkosti během použiti a/nebo redukován koeficient tření aplikátorů 54 kvůli zvýšení pohodlí pro uživatelku, může být potažen materiálem nerozpustným ve vodě, který má rovněž nízký koeficient tření kvůli zvýšení pohodlí a zamezení rozpadu během vkládání aplikátorů 54. Složení výše popsaného aplikátorů tampónů je obvyklé a známé osobám znalým stavu techniky a je popsáno například v patentu USA č. 8 317 765 LovdakoL, který je odkazem na něj začleněný v tomto dokumentu pro všechny účely. Složení jiného aplikátorů tampónů, která mohou být vytvořena z termoplastické kompozice předkládaného vynálezu, jsou popsána například v patentu USA č. 4 921 474 Suzuki a kol.í a 5 389 068 Keck, jakož i zveřejnění US patentové přihlášky č. 2010/0016780 VanDenBoqart a kol, a 2012/0204410 Matalish a kol., které jsou odkazem na ně začleněny v tomto dokumentu pro všechny účely.
Příčný řez vnější trubičky 40 aplikátorů 54 tampónu, kde vnější trubička obsahuje dvě vrstvy, je znázorněn na Obr. 3. Vnější trubička 40 může obsahovat vnitřní vrstvu 56, mající povrch 64 směrem k tampónu a vnější vrstvu 58, mající povrch 62 v kontaktu s tělem. Vnitřní vrstva 56 může být tvořena termoplastickou 18 kompozicí předkládaného vynálezu, tvarovanou vstřikováním a dispergovatelnou ve vodě, kdežto vnější vrstva 58 může být tvořena materiálem nerozpustným ve vodě, aby bylo zabráněno tomu, že by se aplikátor tampónů stal mazlavým při používání a zasunutí do vlhkého prostředí a aby byla zajištěn hladký povrch pro vložení. Například, vnější vrstva 58 může být vrstva nebo povlak z vosku, křemíku (např. polysiloxanu), polytetrafluoroethylenu, polyolefinu (např. polyetylénu), polyesteru, polyamidu, termoplastického elastomeru (např. polyuretanu nebo elastomeru na bázi polyolefinu) nebo jejich kombinace. Je rovněž zřejmé, že ačkoliv popsané výše jako povlak, vnější vrstva 58 může být vrstva tvarovaná vstřikováním, kterou lze vytvořit před vstřikováním kompozice obvykle tvořící vnitřní vrstvu 56 dispergovatelnou ve vodě.
Podíl hmotnostního procenta dvou vrstev může být selektivně regulovaný, aby byla optimalizována dispergovatelnost aplikátoru tampónů ve vodě, zatímco zároveň nejsou obětovány mechanické a fyzikální vlastnosti požadované během používání, takže aplikátor je stabilní, když se nachází v kontaktu s tělními tekutinami. Podíl hmotnostního procenta vnější vrstvy aplikátoru tampónů, která je v kontaktu s tělem, k hmotnostnímu procentu vnitřní vrstvy aplikátoru tampónů, která směřuje k tampónu, může být tudíž od přibližně 0,005 do přibližně 1, jako například od přibližně 0,0075 do přibližně 0,75, jako například od přibližně 0,01 do přibližně 0,5. Například, aplikátor může obsahovat od přibližně 1 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn. vnější vrstvy, nerozpustné ve vodě, jako například od přibližně 5 % hmotn. do přibližně 40 % hmotn., jako například od přibližně 10 % hmotn. do přibližně 30 % hmotn. Na druhé straně, aplikátor může obsahovat od přibližně 50 % hmotn. do přibližně 99 % hmotn. vnitřní vrstvy, dispergovatelné ve vodě, jako například od přibližně 60 % hmotn. do přibližně 95 % hmotn., jako například od přibližně 70 % hmotn. do přibližně 90 % hmotn.
Mezitím, Obr. 4 znázorňuje příčný řez vnější trubičky 40 aplikátoru 54 tampónu, kde vnější trubička obsahuje tři vrstvy. Jelikož na Obr. 3 může vnější trubička 40 obsahovat vnitřní vrstvu 56 mající tampon povrch 64 směrem k tampónu a vnější vrstvu 58 mající povrch 62 směrem k tělu. Vnitřní vrstva 56 může být vytvořena z termoplastické kompozice dispergovatelné ve vodě předkládaného vynálezu, kdežto vnější vrstva 58 může být vytvořena z materiálu nerozpustného ve vodě, aby bylo zabráněno tomu, že by se aplikátor tampónů stal při používání mazlavým. Například, vnější vrstva 58 může být vrstva nebo povlak voskem, křemíkem (např.
polysiloxanem), polytetrafluorethylenem, polyolefinem (např. polyethylenem), polyesterem, polyamidem, termoplastickým elastomerem (např. polyuretanem nebo elastomerem na bázi polyolefínu) nebo jejich kombinacemi. Dále, spojovací vrstva 60 mezi vnitřní vrstvou 56 a vnější vrstvou 58 může zlepšit adhezi mezi vnitřní vrstvou 56 a vnější vrstvou 58. Tato vrstva může být adhezivní materiál, který spojuje vnější vrstvu 58 a vnitřní vrstvu 56. Alternativně, spojovací vrstva může být blokový kopolymer nebo roubovací kopolymer, takové kopolymery mohou být například polymer vnější vrstvy roubovaný polárním vinylmonomerem (tj. polyethylen roubovaný anhydridem kyseliny maleinové nebo hydroxyethylmethakrylátem, pokud materiál vnější vrstvy je polyethylen, má roubovací kopolymer dobrou adhezi s oběma vrstvami.
Ačkoliv je na Obr. 3 a 4 znázorněn pouze příčný řez vnější trubičky 40, je zřejmé, že další komponenty aplikátoru 54 tampónu, jako například vkládací špičky 44 a/nebo vnitřní trubičky 42, především komponenty, které jsou v kontaktu s tělem, mohou být rovněž tvořeny vícevrstvými částmi, zobrazenými na Obr. 3 a 4, aby bylo zabráněno tomu, že by se komponenty staly během používání mazlavými, což může být pro uživatelku nepohodlné.
Předkládaný vynález může být lépe pochopen s odkazem na následující příklad.
Způsoby testování
Index tání
Index tání („MFR“) je hmotnost polymeru (v gramech), tlačeného hrdlem extruzního reometru (průměr 0,21 cm (0,0825 palců)), když je vystaven zátěži 2 160 gramů během 10 minut, typicky při 190°C nebo 230°C. Není-li uvedeno jinak, index tání je měřen v souladu s ASTM způsobem testování D1239 pomocí extruzního plastometru Tinius Olsen. Je třeba poznamenat, že na index tání měřený při 190°C může být odkazováno jako na index tání MFI, zatímco ty měřené za jiných teplot se nazývají index tání MFR.
Tahové vlastnosti
Tahové vlastnosti byly stanoveny následujícími směrnicemi ASTM D638-10. Zkušební vzorky tvarované vstřikováním ASTM D638-10 Typ V byly nataženy pomocí tahového rámu MTS Mold 810 s dynamometrem 1 496,855 kg (3 300 liber). Bylo vytaženo pět vzorků z každého příkladu. Byly vykazovány průměrné hodnoty pro napětí v píku (pevnost v tahu), prodloužení při přetržení a modul. Maximální 20 prodloužení, které mohlo být určeno bylo 127% na základě použitého tahového rámu, a prodloužení bylo vyšší u vzorků, které měly hodnoty prodloužení 127%.
Test rozpadu vtokové krabičky
V testu rozpadu vtokové krabičky, spíše než při umístění vzorků ve stojaté vodě, která necirkuluje, byly vzorky umístěny v 1 500 mililitrech vody z vodovodu, předchlazené na 15°C. Vzorky, tvarované vstřikováním s hmotností mezi 4 gramy a 5 gramy a mající tloušťku 0,001 metrů (0,05 palců), byly přidány k předem zchlazené vody a kývány dozadu a dopředu při rychlosti 26 otáček za minutu (rpm). Byl zaznamenán časový interval, dokud nebudou vzorky úplně rozptýleny, s plánovanou dobou rozpadu méně než 180 minut.
PŘÍKLAD
Podle následujícího popisu byly vytvořeny různé kompozice polyvinylalkoholů ve snaze převést každý ze vzorků do tavením extrudovatelného, termoplastického materiálu, který byl také dispergovatelný ve vodě. Pryskyřice byly vyrobeny na ZSK30 dvoušnekovém extrudéru, pohybujícím se ve směru otáčení se šnekem navrženým ke slučování pryskyřice. Pryskyřice byly vyrobeny rychlostí 9,072 kg (20 liber) za hodinu při teplotním rozmezí mezi 90°C a 190°C. U vzorku v Tabulce 1 byly pryskyřice vyrobeny rychlostí 9,072 kg (20 liber) za hodinu. Jak je zaznačeno v Tabulce 1 níže, jeden nebo více polyvinylalkoholů (SELVOL™ 502, 203, a/nebo 205) byly smíseny za sucha před vložením do hlavní vstupní sekce dvoušnekového extrudéru. Barvivo SCCC 49487 bylo do hlavní vstupní sekce také vloženo odděleným vstupem. Do roztaveného polymeru byl vstříknut glycerin, následovaný uhličitanem vápenatým v pozdějších sekcích extrudéru. Různé vzorky byly extrudovány do homogenních pelet a složky vyrobených vzorků jsou zobrazeny v Tabulce 1 níže. Různé vzorky byly extrudovány do homogenních pelet a složky vyrobených vzorků jsou zobrazeny v Tabulce 1 níže. Mezitím, podmínky extruze jsou objasněny v Tabulce 2 níže. Dále, index tání, mechanické vlastnosti a doby rozpadu ve vodě vzorků tvarovaných vstřikováním, vyrobených z extrudovaných pelet obsahujících termoplastickou kompozici podle předkládaného vynálezu, jsou určeny způsoby popsanými výše a zobrazeny v Tabulce 3.
Tabulka 1: Složky vzorku
Vzore k
SELVOL™
502 (% hmotn.)
SELVOL™
203 (% hmotn.)
SELVOL™
205 (% hmotn.)
Glyceri n (% hmotn.)
CaCO
3 (% hmotn
)
Barvivo
(%
hmotn.)
1
95
-
-
5
-
-
2
80
-
-
5
15
-
3
40
-
40
5
15
-
4
-
-
71
14
15
-
5
78
-
-
5
15
2
6
76
-
-
7
15
2
7
74
-
-
9
15
2
8
-
74
-
9
15
2
9
-
72
-
11
15
2
10
-
70
-
13
15
2
11
-
-
70
13
15
2
12
-
-
68
15
15
2
13
-
-
63
20
15
2
14
68
-
-
15
15
2
15
61
7
-
15
15
2
16
66
7
-
10
15
2
17
51
22
-
10
15
2
18
48
20
-
15
15
2
19
72
-
-
11
15
2
20
70
-
-
13
15
2
21
41
17
10
15
15
2
22
46
19
3
15
15
2
Tabulka 2: Podmínky extruze pro výrobu termoplastických kompozicí rozpustných ve vodě
Vzorek
Rychlost extrudéru (ot./min.)
Teplotní profil extrudéru (°C)
Teplota tání
(°C)
Tlak tání (psi)
Točivý moment
(%)
Ti
2
T3
T4
T5
T6
T7
1
160
108
142
150
170
170
169
165
181
130
85
2
160
109
140
151
172
170
168
165
180
110
75
3
160
107
143
151
181
180
172
165
180
230
95
4
N/A
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5
160
100
142
151
168
170
171
165
184
100
64
6
160
98
140
150
162
170
168
165
183
90
55
7
160
99
138
149
167
170
169
165
182
70
49
8
160
97
139
150
169
170
170
165
182
120
60
9
160
108
135
150
168
170
172
165
182
110
45
10
160
105
133
151
171
170
168
165
181
80
50
11
160
106
140
150
166
170
170
165
182
260
55
12
160
109
136
150
171
170
171
165
182
200
53
13
160
106
138
152
168
170
168
165
181
110
40
14
160
91
129
160
187
190
178
144
171
70
44
15
160
88
130
161
187
190
179
145
171
80
43
16
160
87
129
159
188
190
176
145
171
60
33
17
160
87
131
161
189
190
177
145
173
60
43
18
160
96
127
160
188
190
178
145
171
50
35
19
160
88
132
160
186
190
184
145
171
50
40
20
160
93
130
161
191
189
179
145
171
70
45
21
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
22
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Tabulka 3: Vlastnosti kompozicí
Příklad
Index tání
(g/10 minut)
Napětí v píku (MPa)
%
Prodloužení
při přetržení
Modul
(MPa)
Doba rozpadu ve vodě (minuty)
1
25
-
-
-
-
2
29
-
-
-
60
3
1.9
-
-
-
-
4
7
-
-
-
-
5
24
45
0.8
6550
55
6
39
54
2
4850
50
7
59
30
31
2500
45
8
18
31
83
2200
65
9
28
25
127
683
60
10
42
21
127
364
55
11
8
25
127
310
-
12
10
23
127
270
105
13
22
16
127
122
120
14
147
15
48
288
35
15
142
-
-
-
-
16
62
26
47
1928
45
17
56
23
63
1343
50
18
140
14
67
226
50
19
90
22
40
931
45
20
134
16
46
347
40
21
-
15
109
165
50
22
-
13
80
174
45
Jak je zobrazeno výše, když byl použitý SELVOL™ 502 částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol o nízké viskozitě (3,0 až 3,7 cps) a obsah plastifikátoru byl nastaven na 5 % hmotn., 7 % hmotn., 9 % hmotn., 11 % hmotn., 13 % hmotn. a 15 % hmotn., index tání se lineárně zvýšil z 24 gramů za 10 minut u 5 % hmotn. glycerinu až na 147 gramů za 10 minut u 15 % hmotn. glycerinu, jak je zobrazeno na Vzorcích 5,6, 7,14,19 a 20. Mezitím, když byl použitý SELVOL™ 203 částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol o vysoké viskozitě (3,5 až 4,5 cps) a obsah plastifikátoru byl nastaven na 9 % hmotn., 11 % hmotn. a 13 % hmotn., index tání se také zvýšil z 18 gramů za 10 minut na 28 gramů za 10 minut na42 gramů za 10 minut, jak je zobrazeno na Vzorcích 8, 9 a 10, přestože index tání nebyl tak vysoký jako ten pozorovaný u SELVOL™ 502 částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu o nízké viskozitě při stejném hmotnostním procentu plastifikátoru. Například, při 9 % hmotn. plastifikátoru má SELVOL™ 502 index tání 59 gramů za 10 minut (Vzorek 7), zatímco SELVOL™ 203 má index tání pouze 18 gramů za 10 minut (Vzorek 8). Dále, když byl použitý SELVOL™ 205 částečně hydrolyzovaný polyvinylalkohol o vysoké viskozitě (5,2 až 6,2 cps) a obsah plastifikátoru byl nastaven na 13 % hmotn., 15 % hmotn. a 20 % hmotn., index tání se také zvýšil, jak je zobrazeno ve Vzorcích 11, 12 a 13. Nicméně celkový index tání byl nižší než u SELVOL™ 502 a 203 při stejném hmotnostním procentu plastifikátoru. Například, při 13 % hmotn. měl SELVOL™ 502 index tání 134 gramů za 10 minut (Vzorek 20), SELVOL™ 203 měl index tání 42 gramů za 10 minut (Vzorek 10) a SELVOL™ 205 měl index tání 8 gramů za 10 minut (Vzorek 11). Dále, když poměr SELVOL™ 502 a jakéhokoliv jiného polyvinyalkoholu byl 1 nebo méně (např. Vzorek 3), výsledná kompozice měla index tání příliš nízký pro tvarování vstřikováním (např. 1,9 gramů za 10 minut). Dále, v mnoha případech, kdy byl použitý pouze jeden polymer polyvinylalkoholu, byl index tání nižší než 40 gramů za 10 minut (Vzorky 1-6, 8-9 a 11-13), což není ideální pro termoplastickou 25 kompozici tvarovanou vstřikováním. Na druhou stranu bylo překvapivě zjištěno, že kombinací polymeru polyvinylalkoholu o nízké viskozitě (např. SELVOL™ 502) s polymerem polyvinylalkoholu o vysoké viskozitě (např. SELVOL™ 203 a/nebo 205) měla za výsledek mnohem vyšší index tání, více než 40 gramů/10 minut, například vyšší než 50 gramů/10 minut nebo více, jak je zobrazeno ve (Vzorcích 15-18 a 2122).
Nyní s ohledem na mechanické vlastnosti je nejprve poznačeno, že vlastnosti Příkladů 3 a 4 nebyly určeny, protože vzorky nebyly tvarovány vstřikováním. Dále je pozorováno, že zvýšení hmotnostního procenta glycerinu může snížit modul bez ohledu na viskozitu použitého částečně hydrolyzovaného polyvinylalkoholu, což odpovídá tažnějšímu, méně lámavému materiálu. Navíc může zvýšení hmotnostního procenta glycerinu také snížit pozorované napětí v píku. Dále může zvýšení obsahu glycerinu zvýšit prodloužení v píku. Dále, nastavením hmotnostního procenta glycerinu, stejně jako použitých kombinací částečně hydro lyžovaných polyvinyalkoholů (o nízké a vysoké viskozitě), mohou být modul, napětí v píku a prodloužení v píku nastaveny na úrovně podobné těm u propylenových a polyethylenových (o nízké hustotě) vzorků aplikátoru tamponů, přestože vzorky podle předkládaného vynálezu jsou také dispergovatelné ve vodě.
Navíc, test rozpadu ve vodě ukazuje, že přestože mají mechanické vlastnosti srovnatelné s konvenčními kompozicemi aplikátorů tamponů, aplikátory tamponů z termoplastické kompozice podle předkládaného vynálezu mohou být dispergovatelné ve vodě, na rozdíl od konvenčních aplikátorů tamponů.
Ačkoli byl vynález podrobně popsán, pokud se týká jeho specifických provedení, bude ohodnoceno, že osoby znalé stavu techniky, při dosažení pochopení předchozího, mohou okamžitě vypracovat úpravy, obměny a ekvivalenty těchto provedení. Proto by rozsah předkládaného vynálezu měl být stanovený jako tento rozsah připojených nároků a jakékoliv ekvivalenty k tomuto.
• ······ ·· ·· ·
CO JE NÁROKOVÁNO:
1. Splachovací aplikátor tamponů, kdy aplikátor tamponů zahrnuje vnější trubičku pro umístění tamponu a také zahrnuje vnitřní trubičku, jejíž alespoň část vede do vnější trubičky, přičemž vnější trubička zahrnuje vnější povrch v kontaktu s tělem, přičemž vnitřní trubičkou lze vzhledem k vnější trubičce pohybovat a je nastavena k vývodu tamponu z vnější trubičky, přičemž dále alespoň jedna z vnější a vnitřní trubičky zahrnuje termoplastickou kompozici, tato termoplastická kompozice zahrnuje:
od přibližně 50 % hmotn. do přibližně 98 % hmotn. částečně hydrolyzovaných polyvinylalkoholů, tyto částečně hydrolyzované polyvinylalkoholy zahrnují první polyvinylalkohol a druhý polyvinylalkohol, přičemž viskozita prvního polyvinylalkoholů je nižší než viskozita druhého polyvinylalkoholů a přičemž poměr hmotnostních procent prvního polyvinylalkoholů ke druhému polyvinylalkoholů se pohybuje od přibližně 1 do přibližně 20; a od přibližně 2 % hmotn. do přibližně 50 % hmotn. plastifikátoru; přičemž alespoň jedna z vnější trubičky a vnitřní trubičky je tvarovaným dílem.