MXPA06005196A - Composiciones de polimero biodegradable para pelicula con capacidad para respirar - Google Patents

Abstract

La invención proporciona una composición de polímero biodegradable para una película con capacidad para respirar la cual comprende un poliéster biodegradable tal como unácido poliláctico, un copoliéster biodegradable tal como un copoliéster alifático/aromático, y un relleno tal y como carbonato de calcio. Estos compuestos son mezclados con derretido y película formada y la película es entonces estirada en una dirección monoaxial o biaxial para mejorar la formación de poro y por tanto mejorar la capacidad para respirar de la película. La tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de la película es típicamente mayor de 3000 gramos por metro cuadrado por día de manera que la película es adecuada para usarse en artículos desechables tales como pañales, limpiadores calzoncillos de aprendizaje, prendas interiores absorbentes prendas para incontinencia del adulto, productos para la higiene de la mujer, prendas médicas, vendajes y similares.

Description

COMPOSICIONES DE POLIMETRO BIODEGRADABLE PARA PELÍCULA CON CAPACIDAD PARA RESPIRAR CAMPO La presente invención se refiere a composiciones para fabricar películas de polímero biodegradables , y más particularmente a composiciones para fabricar películas de polímero biodegradable las cuales tienen capacidad p ra respirar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las películas de polímero son útiles para hacer una variedad de artículos desechables debido a que éstas son relativamente baratas de fabricar, pueden ser fuertes, durables, flexibles y suaves y pueden formar una barrera a los líquidos acuosos tal como el agua. Los ejemplos de tales artículos o productos desechables incluyen, pero no se limitan a productos para el cuidado médico y de la salud tal como las cubiertas quirúrgicas, las batas y los vendajes, las prendas de ropa de trabajo protectoras tal como los cubre todos y batas de laboratorio, y los artículos absorbentes para el uso personal para infantes, niños y adultos tal como los pañales, los calzoncillos de aprendizaje, la ropa para lavar desechable, las prendas para incontinencia y las almohadillas, las almohadillas sanitarias, los paños limpiadores y similares. Otros usos de materiales de película poliméricos incluyen los geotextiles . Es frecuentemente muy deseable que las películas poliméricas usadas en tales aplicaciones de productos sean ambas impermeables al líquido y con capacidad para respirar.

Se conoce que las películas con capacidades para respirar deben ser preparadas mediante el mezclar un relleno incompatible orgánico o inorgánico con una resina a base de poliolefina, la cual es entonces derretida y formada en película. La película resultante es estirada como para crear separaciones pequeñas entre el polímero y las partículas de relleno embebidas en el polímero. Esto crea una trayectoria tortuosa para las moléculas gaseosas de una superficie de la película la otra, permitiendo el vapor agua, por ejemplos, el escapar. Estas películas con capacidad para respirar son principalmente usadas como barreras al líquido en productos para el cuidado personal desechables, los cuales son descartados inmediatamente después del uso. Sin embargo, las películas con capacidad para respirar preparadas de resina a base de poliolefina no pueden ser degradadas en un ambiente natural .

Como los terrenos de relleno continúan llenándose, hay una demanda incrementada para la incorporación de componentes más reciclables y/o degradables en los productos desechables, y el diseño de los productos que pueden ser desechados por medios distintos a la incorporación en instalaciones de desecho de desperdicios sólidos tales como terrenos de relleno. Como tal, hay una necesidad de nuevos materiales para productos absorbentes desechables que generalmente retienen su integridad y resistencia durante el uso pero después del uso son más eficientemente desechables . Por ejemplo, el producto absorbente desechable puede ser fácil y eficientemente desechado mediante compostación. Alternativamente, el producto absorbente desechable puede ser fácilmente desechado en un sistema de drenado de líquido en donde el producto absorbente desechable es capaz de ser degradado .

Aún cuando es posible mejorar la capacidad para respirar y la biodegradación de las películas de polímero separadamente el mejoramiento de la biodegradación de las películas de polímero sin disminuir la capacidad para respirar de las películas es difícil. Por ejemplo, las películas biodegradables derivadas de copoliésteres son conocidas en el arte. Estas películas tienden a ser muy flexibles y dúctiles, con un alargamiento alto al rompimiento. Sin embargo debido a la naturaleza extremadamente dócil de estos compuestos, la formación de poro en tales películas es mucho menos pronunciada que en las composiciones a base de polietileno comparable resultando en una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) por 24 horas (g/m2/24 horas) en las películas estiradas. La capacidad para respirar puede ser incrementada mediante el someter estas películas al estiramiento biaxial, en cuyo caso puede ser lograda una capacidad para respirar de solo 2,000- 3,000 de tasa de transmisión vapor de agua. Esto no se compara favorablemente con los valores de la incapacidad de transmisión de tasa de vapor de agua los cuales pueden ser logrados en películas estiradas basadas sobre composiciones de carbonato de calcio/polietileno. Estas películas de copoliéster son por tanto no adecuadas para los productos par el cuidado personal con capacidad para respirar pero más bien están adecuadas para usarse como bolsas para basura en aplicaciones de empaque y similares.

El ácido poliláctico también es conocido por ser completamente biodegradable. Sin embrago, las películas hechas de ácido poliláctico son bastante quebradizas debido a la temperatura de transición del vidrio relativamente alta (TG) y a la alta cristalinidad del ácido poliláctico, y consecuentemente estas películas muestran un alargamiento relativamente bajo al rompimiento. Adicionalmente, la combinación del ácido poliláctico con el relleno de carbonato de calcio generalmente resulta de un compuesto quebradizo sin extensión. Las películas de ácido poliláctico pueden ser "plastificadas" mediante el uso de un "plastificante" de peso molecular más bajo tal como el ácido láctico o láctido para mejorar el estiramiento de la película. El problema con estas películas de que los plastificantes solubles al agua pueden salir de las películas . Esto es especialmente relevante en artículos para la higiene donde es factible que las películas se pongan en contacto con un líquido acuoso. Consecuentemente las películas de polímero a base de ácido láctico pueden tener muchas restricciones en el uso.

Las composiciones de mezclas de una resina de ácido poliláctico y de una resina de poliéster alifática son también conocidas . Estas composiciones poseen propiedades mejoradas sobre aquellas de las resinas de componentes individuales. Sin embargo estas composiciones no se han usado para ser las películas con capacidad para respirar y/o las películas teniendo la formación de poro. Las películas son por tanto adecuadas para el empaque y bolsas de compostación en donde la capacidad para respirar es un componente esencial de las películas.

Por tanto, aún cuando las películas biodegradables son conocidas, estas películas fallan en proporcionar propiedades idénticas o esencialmente similares de alta permeabilidad al vapor de agua como las películas de polietileno con capacidad para respirar (pero no biodegradables) actualmente usadas.

Por tanto, aún existe una necesidad de una composición la cual puede ser usada para fabricar una película biodegradable la cual también tiene capacidad para respirar, para usarse para hacer artículos desechables de fabricación tal como, por ejemplo, los artículos para el cuidado personal, los productos absorbentes, los productos para el cuidado de la salud, las telas médicas o similares.

SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una composición para una película con capacidad para respirar biodegradable y una película con capacidad para respirar biodegradable, así como los laminados y artículos desechables que comprende la película. La nueva composición incluye un poliéster biodegradable, un copoliéster biodegradable y por lo menos un relleno. El poliéster, el copoliéster y el relleno pueden ser mezclados con derretido y formados en películas, y la película resultante puede ser subsecuentemente estirada.

Una película preparada de la composición, una vez estirada, típicamente tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de por lo menos de 800 gramos por metro cuadrado por 24 horas y tiene capacidad para respirar. La composición puede comprender un compatibilizador y el compatibilizador puede ser como un ácido graso, un ácido graso insaturado, una amida del mismo, agentes acopladores de silano, titanato de alquilo y otros. El compatibilizador puede ser agregado a la composición durante el paso de mezclado.

La composición puede incluir ácido poliláctico como el poliéster, copoliésteres de ácidos alifáticos/aromáticos como el copoliéster y carbonato de calcio, y carbonato de calcio como un relleno inorgánico. Los ejemplos del ácido poliláctico son ácido D-poliláctico, ácido L-poliláctico, ácido D,L-poliláctico, ácido meso-poliláctico y cualquier combinación de ácido D-poliláctico, ácido L-poliláctico, ácido D, L-poliláctico y ácido meso-poliláctico.

Típicamente la composición tiene de desde alrededor de 30% peso a alrededor de 70% por peso de poliéster y copoliéster y de desde alrededor de 70% por peso a alrededor de 30% por peso de relleno. Deseablemente, la composición tiene de desde alrededor de 40% por peso a alrededor de 55% por peso de poliéster y copoliéster y de desde alrededor de 60% por peso a alrededor de 45% por peso de relleno.

La proporción por peso de poliéster a copoliéster en la composición y la película puede ser de desde alrededor de uno de los puntos 9 a alrededor de 9:1.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración en una vista en corte parcial de un material laminado que comprende la película con capacidad para respirar y biodegradable de la invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de un pañal desechable que comprende la película con capacidad para respirar y biodegradable de la invención.

DEFINICIONES Como se usó aquí y como en las reivindicaciones, el término "comprendiendo" es inclusivo o de extremo abierto y no excluye los elementos no recitados adicionales, los componentes de composición o los pasos de método. Por tanto el término "comprendiendo" abarca los términos más restrictivos "consistiendo esencialmente de" y "consistiendo de" .

Como se usó aquí, el termino "biodegradable" cuando se usó para describir el material, significa que un material que degrada de la exposición al aire y al agua o de la acción de los microorganismos que ocurren naturalmente tal como bacterias, hongos y algas.

Como se usó aquí, el término "capacidad para respirar" se refiere a la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de un área de película. La capacidad par respirar está medida en gramos de agua por metro cuadrado por día.

Como se usó aquí, el término "capacidad para respirar" se refiere a una película que tiene una tasa de transmisión de vapor agua de por lo menos 800 gramos por metro cuadrado por 24 horas.

Como se usó aquí el termino "copolímeros" generalmente incluye pero no se limita a los copolímeros de bloque, de injerto al azahar y alternantes y a mezclas y modificaciones de los mismos.

Como se uso aquí, el termino "relleno" se quiere que incluye partículas de otras formas de materiales os cuales pueden ser agregados a una mezcla de película y los cuales no interferirán químicamente o afectarán adversamente una película excluida, pero los cuales son capaces de ser dispersados en forma esencialmente a través de la película. Los rellenos conocidos en el arte incluyen materiales inorgánicos en partículas tal como, por ejemplo talco, carbonato de calcio, carbonato de bario, carbonato en magnesio, sulfato de magnesio, dióxido de titanio, mica, arcillas caolina, tierra de ato macea y similares, y materiales en partículas orgánicos tales como polímeros en polvo por ejemplo TEFLON y KEFGLAR y madera y otros polvos de celulosa.

Como se usa aquí, el término "productos para el cuidado personal" significa productos orientados tales como limpiadores, pañales, calzoncillos de aprendizaje, prendas interiores absorbentes, productos para la incontinencia del adulto, productos para la higiene de la mujer y otros.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención proporciona una composición que tiene un poliéster biodegradable, un copoliéster biodegradable y un relleno. Las películas hechas de tales composiciones se esperan que tengan buenas propiedades mecánicas y biodegradables en comparación a las películas hechas de ya sea poliéster o copoliéster solo.

Como ambos el poliéster y el copoliéster son esteres de naturaleza química estos pueden compatibilizados a hacerse miscibles otra vez de un cambio químico en la estructura molecular debido a la trans-esterificación durante un proceso de derretido y mezclado, resultando en un compuesto con cristalinidad y valores de temperatura de transición del vidrio (TG) entre aquellos del poliéster y del copoliéster. El compuesto resultante por tanto tiene un comportamiento de estiramiento más balanceado que cualquiera el copoliéster dúctil o el poliéster quebradizo y es por tanto más propenso a la formación de huecos cuando se estiró, el proceso de la formación de huecos siendo esencial para la fabricación de película con capacidad para respirar.

Una película formada del compuesto proporciona una buena permeabilidad de vapor de agua mientras que aún actúa como una barrera al paso de los líquidos. Como resultado, aun cuando no se quiere estar limitado a los usos específicos como se especifican aquí, la película de la presente invención tiene un uso particular como forros materiales de respaldo para artículos de fabricación tal como productos absorbentes para el cuidado personal (incluyendo pañales, toallas sanitarias, calzoncillos para aprendizaje, y prendas para incontinencia, productos para el cuidado de la salud telas médica y similares.

En un ejemplo específico de la invención, la película biodegradable comprende ácido poliláctico, un copoliéster alifático/aromático y carbonato de calcio.

Otros aditivos e ingredientes pueden ser agregados a la capa de película porque siempre que estos no interfieran seriamente con la capacidad de la película para respirar o biodegradar. Por ejemplo, un compatibilizador tal como un ácido graso, un ácido graso insaturado, un amida del mismo, un agente acoplador de silano, un titanato de alquilo, y otros pueden ser agregados a la mezcla. Los colorantes, refuerzos y otros tipos de relleno también pueden ser agregados .

Los copoliésteres adecuados son aquellos teniendo buena propiedades físicas y biodegradabilidad. Tales copoliésteres están descritos en la Patente Europea Número ET 1,106,640 y en la Patente Europea Número EP 1,108,738 ambas otorgadas a Chung y otros, en las cuales los copoliésteres son preparados por la reacción de (i) 0.1% por peso a 30% por peso de un prepolímero aromático-alifático que tiene un peso molecular promedio de desde 300 a 30,000; (ii) 40% por peso a 71% por peso de uno o más ácidos o anhídridos dicarboxílicos alicíclicos o alifáticos; (3) 29% por peso a 60% por peso de uno o más gliceroles alifáticos o alicíclicos. Los ejemplos específicos de los copoliésteres aromáticos/alifáticos adecuados son ENPOL® G8060 e IRÉ® 8000 de IRÉ Chemical Ltd., de Seúl, Korea del Sur, y de EASTAR® de Eastman Chemical de Kingsport, Tennessee, Estados Unidos de América.

El ácido poliláctico puede hacerse de ácido láctico (lactato) . El ácido láctico es una molécula natural que es ampliamente empleada en alimentos, preservativo y un agente saborizante. Este es el principal bloque de construcción en la síntesis química de la familia de poliláctidos de polímeros. Aún cuando este se puede sintetizar químicamente, el ácido láctico es procurado principalmente mediante fermentación microbial de azucares tal como glucosa o hexosa. Estos suministros de alimento de azúcar pueden ser derivados de c scara de papa, maíz y desperdicios de leche, Los monómeros de ácido láctico producidos por la fermentación son entonces usados para preparar los polímeros de poliláctido.

Como se uso aquí, el término "ácido poliláctido" incluye uno cualquiera más de cuatro polímeros de ácido poliláctido morfológicamente distintos: ácido poliláctico son ácido D-poliláctico, L-poliláctico, ácido D, L-poliláctico, ácido meso-poliláctico y cualquier combinación de ácido D- poliláctico, ácido L-poliláctico, ácido D, L-poliláctico y ácido meso-poliláctico. El ácido D-poliláctico, L-poliláctico son ácido dextro-poliláctico y ácido levo-poliláctico, respectivamente y ambos de esos son polímeros ópticamente activos que giran un vector ligero cuando se transmiten a través del polímero. El ácido D,L-poliláctido es un polímero racémico, por ejemplo un copolímero de ácido D-poliláctico y ácido L-poliláctico teniendo una buena conformación de unidades de ácido D, L-poliláctico. El meso-poliláctico es un copolímero al azahar de D-poliláctico y L-poliláctico.

El copoliéster también puede ser un polímero a base de ácido poliláctido teniendo por lo menos 50% por peso de ácido poliláctido.

Un ácido poliláctido adecuado es un ácido poliláctido naturalmente derivado tal como el ácido poliláctico NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers LLC de Minnetonka, Minnesota, Estados Unidos de América.

El carbonato de calcio puede ser obtenido de English China Clay (que comercializa como Imerys) de Ros ell, Georgia, Estados Unidos de América, y también de Omya de Florence, Vermont, Estados Unidos de América.

El poliéster y el copoliéster están típicamente presentes en una proporción de desde 9:1 a 1:9 por peso con respecto unos a otros.

Generalmente, sobre una base de peso seco, basada sobre el peso total de la composición, la composición incluye de desde alrededor de 30 a alrededor de 70% por peso del poliéster y del copoliéster, y de desde 70 a alrededor de 30% por peso de relleno. Más particularmente la composición incluye de desde alrededor de 40 a alrededor de 55% por peso del poliéster y del copoliéster, y de desde alrededor de 60 a alrededor de 45% por peso de relleno.

El relleno está típicamente es forma de partículas y tiene algo de una forma esférica, con tamaños de partícula promedio en el rango de alrededor 0.1 a alrededor de 7 micrómetros, y más particularmente en el rango de alrededor de 0.5 a alrededor de 2.6 micrómetros. Los ejemplos de rellenos inorgánicos incluyen carbonato de calcio, carbonato de magnesio, carbonato de bario, sulfato de magnesio, sulfato de bario, sulfato de calcio, óxido de zinc, óxido de magnesio, óxido de calcio, óxido de titanio, óxido de bario, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, hidroxiapatita, sílice, mica, talco, caolina, arcilla, polvo de vidrio, polvo de asbesto zeolita y arcilla cida. Los rellenos inorgánicos particularmente deseados son el carbonato de calcio, el óxido de magnesio, el sulfato de bario, sílice y arcilla acida.

El poliéster, copoliéster y el relleno pueden ser mezclados en proporciones apropiadas dados los rangos delineados arriba y entonces combinarse y excluirse en una capa de película usando uno cualquiera de una variedad de procesos de producción de película conocidos por aquellos con una habilidad ordinaria en el arte, incluyendo el fraguado y soplado. La composición puede alternativamente ser politizada antes del paso de formación de película. En vez de que la película sea obtenida directamente del extrusor. La temperatura de extrusión puede deseablemente estar en el rango de desde 180°c a alrededor de 270°C y más deseablemente en el rango de desde alrededor de 200°C a alrededor de 250°C, por ejemplo, alrededor de 220°C.

La película puede ser entonces estirada en una dirección monoaxial para obtener una proporción de estiramiento de desde alrededor de menos de IX a alrededor de 5X en la dirección de la máquina (MD) , por ejemplo de alrededor de 3X, como se detalló más completamente en la Patentes de Los Estados Unidos de América Nos. 5,695,868 y 5,855,999 ambas de McCormack, incorporadas aquí por referencia en su totalidad a fin de hacerla porosa. La película opcionalmente también se r estirada en una dirección biaxial (por ejemplo en ambas direcciones longitudinal y lateral) como para obtener una proporción de estiramiento la cual es deseable en el rango de desde menos de Ix por Ix a alrededor de 3x por 3x en la dirección transversal (CD) por ejemplo, alrededor de 2x por 2x. La temperatura de estiramiento puede estar en el rango de desde 30°C a alrededor de 100°C.

A fin de proporcionar una capacidad para respirar uniforme como se refleja por la tasa de transmisión de vapor de agua de la película, el relleno debe de ser dispersado en forma esencialmente uniforme a través de la mezcla de polímero y, consecuentemente a través de la película misma.

Para los propósitos de la presente invención, una película tiene "capacidad para respirar" y tiene una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de por lo menos de 800 gramos por metro cuadrado por 24 horas como se calculó usando el método de prueba MOCON®, el cual está descrito en mayor detalle abajo. La tasa de transmisión de vapor de agua de la película de esta invención está dentro del rango de desde alrededor de 800 a 15,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas, esta más deseablemente dentro del rango de 2000 a 15,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas y es aún más deseable de alrededor de 3000 gramos por metro cuadrado por 24 horas.

La cristalinidad actual y los valores Tg de la película dependerán de la proporción particular del poliéster y copoliéster usado para hacer la película por ejemplo, la mezcla Tg puede ser de desde alrededor de 50°C a alrededor de 60°C, y la cristalinidad puede ser de de alrededor de 5% a alrededor de 50%, dependiendo de la composición actual de la película.

Generalmente una vez que la película es formada, esta tendrá un área de peso por unidad de menos de alrededor de de 100 gramos por metro cuadrado, y después del adelgazamiento y alargamiento su peso por área de unidad será de menos de alrededor de 35 gramos por metro cuadrado, y más deseablemente de menos de alrededor de 18 gramos por metro cuadrado.

El grosor de la película puede diferir dependiendo de sus usos y es generalmente del rango de desde alrededor de 10 a alrededor de 30 micrómetros.

Las películas tienen un alargamiento al rompimiento de por lo menos alrededor de 10% y más deseablemente de por lo menos de alrededor de 200%.

Además, las películas pueden tener una firmeza de por lo menos de alrededor de 10 MJ/m2 y hasta alrededor de 120 MJ/m2 o más .

Prueba de tasa de transmisión de vapor de agua MOCON®: Una técnica adecuada para determinar al valor de la tasa de transmisión de agua (WVTR) del material es el procedimiento de prueba estandarizado por INDA (Asociación de la Industria de Telas no tejidas), Número IST-70.4-99, intitulada, "MÉTODO DE PRUEBA ESTÁNDAR PARA TASA DE TRANSMISIÓN DE VAPOR DE AGUA A TRAVÉS DE PELÍCULA DE PLÁSTICO Y NO TEJIDO USANDO UNA PELÍCULA DE PROTECCIÓN Y UN SENSOR DE PRESIÓN DE VAPOR" la cual se incorpora aquí por referencia. El procedimiento de INDA proporciona la determinación de la tasa de transmisión de vapor de agua, la permeabilidad de la película al vapor de agua y para los materiales homogéneos, el coeficiente de permeabilidad e vapor de agua.

El método de prueba INDA si es muy conocido y no se establecerá en detalle aquí. Sin embargo, el procedimiento de prueba se resume como sigue: Una cámara seca esta separada de una cámara húmeda de una humedad y temperatura conocidas por una película de protección permanente y el material de muestra que va a ser probado. El propósito de la película de protección es el de definir una separación de aire definida aquietar o acallar el aire en la separación de aire mientras que la separación de aire es caracterizada. La cámara seca, la película de protección, y la cámara húmeda constituyen una celda de difusión en la cual es sellada la película de prueba. El soporte de muestra esta conocido como el modelo 100K PERMATRAN-W® fabricada por Modern Controls, Inc. (MOCON®) de Minneapolis, Minnesota, USA. Una primera prueba se hace de la tasa de transmisión de vapor de agua de la película de protección y de la separación de aire entre el conjunto evaporador que genera 100% humedad relativa. El vapor de agua se difunde a través de la separación de aire y de la película de protección y entonces se mezcla con el flujo de gas seco el cual es proporcional a la concentración de vapor de agua. La señal eléctrica es dirigida a una computadora para el 5 procesamiento. La computadora calcula la tasa de transmisión de la separación de aire de la película de protección y almacena el valor para un uso futuro.

La tasa de transmisión de la película de 10 protección y de la separación de aire es almacenada en la computadora como CalC. El material de muestra es entonces sellado en la celda de prueba. De nuevo el vapor de agua se difunda a través de la separación de aire a la película de protección y al material de prueba entonces se mezcla con un 15 flujo de gas seco que barre el material de prueba. De nuevo, también la mezcla es llevada al sensor de vapor. La computadora entonces calcula la tasa de transmisión de la combinación de la separación de aire, de la película de protección y del material de prueba . 20 Esta información es usada para calcular la tasa de transmisión a la cual la humedad es transmitida a través del material de prueba de acuerdo a la ecuación: ^ -^ •L-^ material de prueba = - ^ material de prueba, película de protección, separación de aire — -K película de protección, separación de aire El cálculo de la tasa de transmisión de vapor de agua usa la fórmula : WVTR = FPsat(T) RH /APsa.(T) (1-RH)) Donde : 5 F = el flujo de vapor de agua en cc/min, Psat(T) = la densidad de agua en aire saturado a temperatura T, RH = la humedad relativa a ubicaciones específicas en la celda A = el área seccional transversal de la celda, y 10 Psat(T) = la presión de saturación de vapor de agua a temperatura T .

La invención se describirá ahora en mayor detalle por vía de los siguientes ejemplos no limitativos, los cuales están diseñados para ilustrar los aspectos particulares de la invención y enseñan a uno con una habilidad ordinaria como llevar a cabo la invención.

EJEMPLOS •20 Ejemplo 1 Cinco partes de ácido poliláctico que ocurren naturalmente, NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers LLC, puede ser combinado con 45 partes de un copoliéster, ENPOL® 8060 de Iré Chemical LTD, y 50 partes de relleno inorgánico, OMYA® 2SST carbonato de calcio de Omya.

El ácido poliláctico NATURE WORKS® 4042D tiene un punto de derretido de 135°C, una temperatura de transición del vidrio (Tg) de 52 °C y un alargamiento al rompimiento de 160% en la dirección de la máquina (MD) Y 100% en la dirección transversal (CD) .

El copoliéster ENPOL® G6080 es un copoliéster aromático/alifático completamente biodegradable teniendo un punto de derretido de 127°C, un índice de derretido de 1.4-5 gramos/10 minutos a 190°C y 2160 gramos de carga y un alargamiento al rompimiento 250% (MD) 750% (CD) (ASTM D638) .

El diámetro de partículas típico de carbonato de calcio OMYA® 2SST es de alrededor de 2 micrómetros.

La mezcla puede ser entonces ser combinada a la temperatura ambiente con un mezclador tal como el mezclador HENSCHEL®, o los compuestos pueden ser medidos independientemente en alimentadores de un extrusor de una combinación.

La combinación puede tener lugar en un extrusor de tornillo gemelo. Los extrusores de tornillo gemelo tal como Haake RHEOCORD® 90, disponible de Haake GmbH de Karlsautte, Alemania, o un mezclador de tornillo gemelo Brabender® (categoría no. 05-96-000) disponible de Brabender Instruments de South Hackensack, Nueva Jersey, Estados Unidos de América, u otros extrusores de tornillo gemelo comparables son adecuados a esta tarea.

La temperatura de extrusión de derretido puede deseablemente estar en el rango de desde 180°C a alrededor de 170°C, y más deseablemente en el rango de desde alrededor de 200°C a alrededor de 250°C.

El compuesto puede entonces ser procesado en un proceso de fraguado de película en películas de alrededor de 20 micrómetros de grosor. La película puede ser entonces colocada en una unidad de orientación en la dirección de la máquina convencional (MDO) tal como aquella fabricada por Marshall and Williams Company, en donde esta es estirada en dirección de la máquina (MD) como se describió en las Patentes de Los Estados Unidos de América 5, 695,868, y 5, 855,999, ambas otorgadas a McCormack, como para obtener una película estirada con una proporción de estiramiento de 3x MD. El estiramiento es deseablemente llevado a cabo en un horno o sobre rodillos calentados de manera que la temperatura de estiramiento pueda ser controlada, y la temperatura de estiramiento deseada este en el rango de desde alrededor de 30°c a alrededor de 100°c. Después del estiramiento, el asentamiento por calor puede llevarse acabo a fin de mejora la estabilidad de forma de los poros .

La proporción de estiramiento se define como: Estiramiento % = (longitud de película final - longitud original)/ longitud original x 100 Ej emplo 2 : La película se establece en el ejemplo 1 puede ser repetido, con la diferencia siendo que la proporción de relleno inorgánico agregada a la mezcla es de 50% por peso. El ácido poliláctico y el copoliéster, en proporciones de desde alrededor de 1:9 a alrededor de 9:1 % por peso con respecto uno a otro, constituye el otro 50% por peso de la mezcla por tanto: (a) Diez partes de ácido poliláctico NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers son combinados con 40 partes de copoliéster de ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd y 50 partes de relleno orgánico de carbonato de calcio OMYA® 2SST de OMYA. (b) Veinte partes de ácido poliláctico de NATUREWORKS® 4042D son combinadas con 30 partes de copoliéster ENPOL® 8060 y 50 partes de carbonato de calcio OMYA® 2SST. (c) Veinticinco partes de NATUREWORKS® 4042D son combinados con 25 partes de copoliéster ENPOL® 8060 y 55 partes de carbonato de calcio OMYA® 2SST.

Ej emplo 3 : El proceso descrito en el ejemplo 1 puede de nuevo ser repetido con la diferencia siendo que la proporción de relleno inorgánico agregada a la mezcla es de 45% por peso. El ácido poliláctico y el copoliéster en proporciones de desde alrededor de 1:9 a alrededor de 9:1 por ciento por peso uno con respecto a otro, constituye el otro 55% por peso de la mezcla. Por tanto: (a) Cinco partes de ácido poliláctico derivado naturalmente, NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Poly ers LLC, son combinados con 50 partes de copoliéster, ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd y 45 partes de un relleno inorgánico, carbonato de calcio OMYA® 2SST de Omya. (b) Diez partes de ácido poliláctico NATUREWORKS® 4042D son combinadas con 45 partes de copoliéster ENPOL® 8060 y 45 partes de carbonato de calcio OMYA® 2SST. (c) Veinte partes de ácido poliláctico NATURE WORKS® 4042D son combinados con 35 partes de copoliéster ENPOL® 8060 y 45 partes de carbonato de calcio OMYA® 2SST.

Ejemplo 4 El proceso descrito en el ejemplo 1 puede de nuevo ser repetido con la diferencia siendo que la proporción de relleno inorgánico agregada a la mezcla es de 45% por peso. El ácido poliláctico y el copoliéster en proporciones de desde alrededor de 1:9 a alrededor de 9:1 por ciento por peso uno con respecto a otro, constituye el otro 55% por peso de la mezcla. Por tanto: (a) Cinco partes de ácido poliláctico derivado naturalmente, NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers LLC, son combinados con 50 partes de copoliéster, ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd y 45 partes de un relleno inorgánico, carbonato de calcio OMYA® 2SST de Omya. (b) Diez partes de ácido poliláctico NATUREWORKS® 4042D son combinadas con 45 partes de copoliéster ENPOL® 8060 y 45 partes de carbonato de calcio OMYA® 2SST. (c) Veinte partes de ácido poliláctico NATURE WORKS® 4042D son combinados con 35 partes de copoliéster ENPOL® 8060 y 45 partes de carbonato de calcio OMYA® 2SST.

Ej emplo 5 : Cinco partes de ácido poliláctido derivado naturalmente, NATUREWORKS® 4042 de Cargill Dow Polymers LLC, puede ser combinado con 45 partes de un copoliéster ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd y 50 partes de un relleno inorgánico, carbonato de calcio OMYA® 2SST de Omya.

La mezcla puede ser entonces combinada con derretida en un extrusor de tornillo gemelo a 220°C y procesados en un proceso de fraguado de películas en películas de desde alrededor de 20 micrómetros de grueso. La película puede entonces ser colocada en una unidad de orientación en la dirección de la máquina (MDO) y estirarse en la dirección de la maquina (MD) como para obtener las películas estiradas con de desde alrededor de lx a alrededor de 5x de proporciones de estiramiento MD. El estiramiento es llevado a cabo en un horno de manera que la temperatura de estiramiento pueda ser controlada, y la temperatura de estiramiento deseado este en le rango de desde alrededor de 30°c a alrededor de 100°. Después del estiramiento, el asentamiento con calor es llevado a cabo a fin de mejorar la estabilidad de forma de los poros.

La proporción de estiramiento es definida como sigue: Estiramiento % = (longitud de película final- longitud original) /longitud original x 100 Ej emplo 6 : Cinco partes de ácido poliláctico derivado naturalmente, NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers LLC, pueden ser combinados con 45 partes de un copoliéster ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd y 50 partes de un relleno inorgánico, carbonato de calcio OMYA® 2SST de O ya.

La mezcla puede entonces ser combinada por desde alrededor de 5 a alrededor de 30 minutos a la temperatura ambiente con una mezcladora, combinado con derretido en un extrusor de tornillo gemelo a 220°C y procesarse en un proceso de fraguado de película en películas de alrededor de 20 micrómetros de grosor. Las películas pueden entonces ser corridas a través de un juego de rodillos de ranura de interengranado . El enganche de los rodillos crea una extensión en la dirección transversal (CD) la extensión de la cual es medida por la longitud ganada en la longitud transversal . La película estirada es además volteada alrededor de 90° y suministrada a través de los rodillos de ranura de nuevo para ganar una extensión biaxial . El estiramiento es llevado a cabo en un horno de manera que la temperatura estirada pueda ser controlada, y la temperatura de estiramiento deseada esta en el rango de desde alrededor de 20°C a alrededor de 100°C. Después del estiramiento el asentamiento por calor es llevado a cabo a fin de mejorar la estabilidad de forma de los poros.

La proporción de estiramiento es definida por el porcentaje de ganancia de longitud en ambas direcciones, y la proporción de estiramiento CD puede deseablemente estar en al rango de menos de lx por Ix alrededor de 3x por 3x, por ejemplo alrededor de 2x por 2x.

Ejemplo 7 El experimento del ejemplo 1 puede de nuevo ser repetido excepto porque un copoliéster y un relleno inorgánico es usado como sigue: (a) Cinco partes de ácido poliláctico derivado naturalmente NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers LLC, son combinados con 45 partes de copoliéster, IRÉ® 8000 de Iré Chemical Ltd y 50 partes de relleno inorgánico, carbonato de calcio OMYA® 2SST, disponible de Omya. (b) Cinco partes de ácido poliláctico NATUREWORKS® 042D de Cargill Dow Polymers LLC, son combinados con 45 partes de copoliéster, ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd y 50 partes de relleno de carbonato de calcio de arcilla de china inglesa.

Ej emplo 8 Cinco partes de ácido poliláctico derivado naturalmente, de NATUREWORKS® 4042D de Cargill Dow Polymers LLC, pueden combinarse con 45 partes de un copoliéster ENPOL® 8060 de Iré Chemical Ltd, alrededor de 49 partes de un relleno inorgánico, carbonato de calcio OMYA® 2SST de Omya y menos de una parte de un agente compatibilizante, EURACAMIDE® 95% de Darwin Chemical Co., de Plantation, Florida Estados Unidos de América.

La composición puede entonces ser mezclada por de desde alrededor de 5 a alrededor de 30 minutos a la temperatura ambiente con una mezcladora, combinarse con derretido en un extrusor de tornillo gemelo a 200° c y ser procesada en un proceso de fraguado de película en películas de alrededor de 20 micrómetros de grosor. La película puede entonces ser colocada en una unidad de orientación en la dirección de la maquina (MDO) y estirarse en la dirección a la máquina (MD) como para obtener una película estirada con una proporción de estiramiento de 3x MD. El estiramiento es llevado a cabo en un horno de manera que la temperatura de estiramiento pueda estar controlada, y la temperatura de estiramiento deseado esta en el rango de desde alrededor de 30°C a alrededor de 100°C. Después del estiramiento, el asentamiento con calor es llevado a cabo a fin de mejorar la estabilidad de forma de los poros.

La proporción de estiramiento es definida como sigue; Estiramiento % = (longitud de película- longitud original) /longitud original x 100 En comparación al ácido poliláctido por si mismo o un copoliéster por sí mismo, las nuevas mezclas terciarias de ácido poliláctido, un copoliéster y un relleno se espera que proporcionen un aumento grande en el alargamiento (por ejemplo de desde 5% a 500%) , un mejoramiento de firmeza (de desde menos de 10MJ por metro cúbico a más de 120MJ por metro cúbico) , una formación de poro pronunciada y en forma más importante como una capacidad para respirar mejorada.

Una película biodegradable por tanto puede ser producida teniendo un valor de tasa de transmisión de vapor de agua alta (más de 3,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas) y por tanto buena capacidad para respirar. Tales películas con capacidad para respirar y biodegradables son muy útiles para usarse en productos de artículos desechables o de uso único en donde es requerida una barrera impermeable al fluido pero la barrera también se decía que tenga capacidad para respirar. Losa ejemplos de tales productos incluyen pero no se limitan a productos para el cuidado médico y de la salud tal como las, cubiertas quirúrgicas, las batas y los vendajes, las prendas de ropa de trabajo tales como los cubre todos y los trajes de laboratorio y los artículos absorbentes para el cuidado personal del infante, del niño y del adulto tales como pañales, calzoncillos de aprendizaje, ropa para nadar desechable, prendas para incontinencia y almohadillas, toallas sanitarias y similares. Otos usos para tales materiales de película polimérico biodegradables y con capacidad para respirar pueden incluir geotextiles. Aún cuando no se describen detalles aquí, varios pasos de procesamiento y/o determinado potenciales adicionales conocidos en el arte tal como la perforación, el corte, el estiramiento adicional, tratamiento, o laminación de la película polimérica con capacidad para respirar y biodegradable con otras películas y capas de tela no tejida, puede llevarse a cabo sin departir del espíritu y alcance de la invención.

Los ejemplos de la laminación de los materiales e película polimérica y biodegradables y con capacidad para respirar con otras películas no tejidas incluyen materiales laminados que tiene dos o más capas, tal como el material laminado bicapa de ejemplo mostrado en la figura 1. Los tejidos o telas no tejidas se han formado de mucho procesos tal, y como por ejemplo, los procesos de soplado con fusión, los procesos de unión con hilado, los procesos de colocación por aire, y los procesos de tejido cardado. La Figura 1 demuestra un material laminado el cual es laminado de la película polimérica con capacidad para respirar y biodegradable con una capas de tele no tejida tal como, por ejemplo, una capa de una tela unida con hilado unida a la película. Las telas no tejidas unidas con hilado son muy conocidas en el arte y no se describirán aquí . Brevemente, el unido con hilado se refiere a un material de tela o filamento de no tejido de filamento de diámetro pequeño que son formados mediante el extrudir polímero termoplástico derretido como filamentos desde una dualidad de vasos capilares de un órgano de hilado. Los filamentos extrudidos son enfriados mientras que están siendo jalados por un mecanismo eductivo u otro mecanismo de jalado conocido. Los filamentos jalados son depositados o colocados sobre una superficie formadora en una manera generalmente al azar para formar un tejido de filamento enredado en forma suelta y después el tejido de filamento colocado es sometido aun proceso de unión para impartir integridad física y estabilidad dimensional. La producción de las telas unidas por hilados esta descrita como por ejemplo, en las Patentes de los Estados Unidos de América 4,340,563 otorgada a Appel y otros, 3, 692,618 otorgada a Dorschner y otros y 3, 802,817 otorgada a Matsuki y otros, todas las cuales son incorporadas aquí por referencia en su totalidad. Típicamente, las fibras son filamentos unidas con hilados tienen una longitud de peso-por-unidad en exceso de alrededor de un denier o hasta alrededor de 6 denier o superior, aun cuando ambos filamento unidos con hilados más finos y más pesados pueden ser producidos en término de diámetro de filamento, los filamentos unidos con hilado frecuentemente tienen un diámetro promedio de más grande de 7 mieras, y más particularmente de entre alrededor de 10 y alrededor de 25 mieras y hasta alrededor de 30 mieras o más.

La figura 1 es esquemática solamente, simplemente ilustra uno de los tipo de laminado intentados, generalmente, tales materiales laminados de película-no tejido de capas múltiples tienen un peso base de desde alrededor de 3 a alrededor de 400 gramos por metro cuadrado, o más particularmente de desde alrededor de 15 gramos por metro cuadrado, a alrededor de 150 gramos por metro cuadrado, o más particularmente de desde alrededor de 15 gramos por metro cuadrado a alrededor de 150 gramos por metro cuadrado. Como se mostró en la figura 1, el material laminado de bicapa está generalmente designado con el numero 10 y comprende una capa de película polimérica con capacidad para respirar y biodegradable 30 a la cual esta sujetada una capa de tela no tejida 20, Como se conoce por un experto en el arte, tales laminados pueden ser unidos y laminados mediante, por ejemplo, unión adhesiva, unión ultrasónica, o unión térmica tal como la unión de punto térmico o "lugar" . Adicionalmente en la figura 1 están mostrados los puntos de unión 40 tal como pueden hacerse por un proceso de unión de punto térmico el cual une o conjunta los dos materiales de laminado juntos en lugares espaciados y separados en un patrón de puntos. La unión adhesiva se conoce en el arte y puede ser particularmente ventajosa en donde las capas de componentes de laminado que se van a unir juntas no unen técnicamente bien juntas, como en donde los componentes tienen puntos de derretido dispares o temperaturas de soldamiento dispares. Además, deberá notarse que las películas con capacidad para respirar y biodegradables pueden también ser laminadas como parte de un material trilaminado tal como un material laminado no tejido- película/no tejido. Tal material trila inado puede ser particularmente deseable en aplicaciones tales como por ejemplo en las telas médicas desechables en donde es útil el tener una capa más de tipo de tela sobre ambos lados de la capa de película de barrera con capacidad para respirar.

Como fue mencionado, los materiales de película polimérica biodegradables y con capacidad para respirar de la invención también son altamente adecuados para usarse en los artículos absorbentes para el cuidado personal. Volviendo a la figura 2 ahí se muestra un artículo para el cuidado personal de ejemplo tal como el pañal 60. El pañal 60, como es típico para la mayoría de los artículos para el cuidado personal incluye un forro de lado al cuerpo permeable líquido 64 como por ejemplo un lado interior o de cara al cuerpo, y una cubierta exterior impermeable al liquido 62, por ejemplo en un lado exterior o no de cara al cuerpo. Varias telas tejidas o no tejidas pueden ser usadas para el forro de lado al cuerpo 64 tal como una tela no tejida unida con hilado de fibras de poliolefina o un tejido cargado y unido de fibras naturales y/o sintéticas. El forro 64 también puede ser benéficamente un material tejido cardado o tejido y unido con hilado que comprende las fibras de componentes múltiples de la invención. La cubierta exterior 62 esta formada de un material de barrera al liquido tal y como por ejemplo los materiales de película polimérica biodegradables y con capacidad para respirar de la invención. T al cubierta exterior de material de película de polímero puede ser grabada y/o determinado mate para proporcionar una apariencia más estéticamente placentera, o puede ser un laminado formado de la película con capacidad para respirar y biodegradable y un material de tela tejida o no tejida tal y como fue descrito anteriormente, para proporcionar un sonido y sensación más estéticamente placenteros o más características "de tipo de telas" .

Colocado entre el forro 64 y la cubierta exterior 62 está un núcleo absorbente 66 formado, por ejemplo, de una mezcla de las fibras de borra de pulpa de madera celulósica hidrofilita y de las partículas de gelación altamente absorbente (por ejemplo material súper absorbente) . El núcleo absorbente 66 puede comprender fibras aglutinantes termoplásticas como se conocen en el arte. El pañal 60 puede además incluir aletas de contención opcionales 72 hechas o sujetadas al forro del lado al cuerpo 64. Las Construcciones adecuadas y los arreglos para tales aletas de contención están descritos, por ejemplo, en La Patente de Los Estados Unidos de América Número 4,704,116 otorgada a Enloe e incorporada aquí por referencia en su totalidad, Aún además el pañal 60 puede opcionalmente incluir elementos adicionales por aquellos expertos en el arte incluyendo pero no limitándose a puños de pierna elastizados, banda de cintura elástica y otros.

Para asegurar el pañal 60 alrededor del usuario, el pañal tendrá algún tipo de medios de sujeción unidos al mismo. Como se mostró en la figura 2, los medios de sujeción son un sistema de sujeción de ganchos y rizos que incluye los elementos de ganchos 74 sujetados a la superficie interior/ exterior de la cubierta exterior 62 en la región de pretina posterior del pañal 60 y uno o más parches o elementos de rizos 76 sujetados a la superficie exterior de la cubierta exterior 62 en la región de pretina frontal del pañal 60. El material de rizos para el parche de rizos 76 puede ser un material de rizos tejido, no tejido o de punto y puede ser asegurado a la cubierta exterior 62 del pañal 60 por medios de sujeción conocidos como incluyendo pero no limitándose a adhesivos, unión térmica, unión ultrasónica o una combinación de tales medios. Como una incorporación alterna un material de rizos no tejido cubrir toda o esencialmente toda la superficie exterior de la cubierta exterior 62.

Aún cuando la invención sea descrita en detalle con respecto a las incorporaciones específicas de la misma, será evidente para aquellos expertos en el arte el que varias alteraciones, modificaciones y otros cambios pueden hacerse a la invención sin departir del espíritu y alcance de la presente invención. Por tanto se intenta que las reivindicaciones cubran o abarquen todas esas modificaciones, alteraciones y/o cambios.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Una composición para una película con capacidad para respirar y biodegradable que comprende: un poliéster biodegradable; un copoliéster biodegradable; por lo menos un relleno.

2. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque el poliéster es ácido poliláctico.

3. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque el copoliéster es un copoliéster de ácidos alifáticos/aromáticos .

4. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque el relleno es carbonato de calcio.

5. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizada porque el ácido poliláctico es seleccionado del grupo que consiste de ácido D-poliláctico, ácido L-poliláctico, ácido D, L-poliláctico, ácido meso- poliláctico y combinaciones de ácido D-poliláctico, ácido L- poliláctico, ácido D, L-poliláctico, ácido meso-poliláctico.

6. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque comprende además un compatibilizador .

7. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada además porque comprende de desde alrededor de 30% por peso a alrededor de 70% por peso de poliéster y copoliéster, y de desde alrededor de 70% por peso a alrededor de 30% por peso de relleno.

8. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 7, caracterizada porque comprende de desde alrededor de 40% por peso a alrededor de 55% por peso de poliéster y copoliéster, y de desde alrededor de 60% por peso a alrededor de 45% por peso de relleno.

9. La composición tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizada porque la proporción por peso de poliéster a copoliéster varia de desde 1:9 a 9:1.

10. Una película biodegradable y con capacidad para respirar que comprende un poliéster biodegradable, un copoliéster biodegradable y un relleno.

11. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque el poliéster es ácido poliláctico, el copoliéster es un copoliéster de ácidos alifáticos/aromáticos y el relleno es carbonato de calcio.

12. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque tiene un valor de capacidad para respirar de más de 3,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas .

13. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque tiene un valor de capacidad para respirar de más de 5,000 gramos por metro cuadrado por 24 horas .

14. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque es formada mediante mezclado de derretido de dicho poliéster, copoliéster y relleno y formando confraguado dicha película.

15. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque es formada mediante mezclado de derretido de dicho poliéster, copoliéster y relleno y formada con soplado dicha película.

16. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque es estirada en por lo menos una dirección monoaxial .

17. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque es estirada biaxialmente .

18. La película tal y como se reivindica en la cláusula 10 caracterizada porque comprende además por lo menos una capa adicional unida a la misma.

19. Un artículo desechable de fabricación que comprende una película tal y como se reivindica en la cláusula 10.

20. El artículo tal y como se reivindica en la cláusula 19 caracterizado porque es seleccionado del grupo que consiste de productos médicos, prendas protectoras y artículos absorbentes para el cuidado personal .