PL181637B1

PL181637B1 - Folia polimerowa PL PL PL

Info

Publication number: PL181637B1
Application number: PL95321539A
Authority: PL
Inventors: Jennifer C Larson; William S Pomplun
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2001-08-31
Also published as: KR100353583B1; DE69525654T2; MX9704874A; KR980700911A; CA2209159A1; JPH10511902A; PL321539A1; DE69525654D1; AU709811B2; EP0800455B1; AU4643196A; WO1996020831A1; EP0800455A1

Abstract

1. Folia polimerowa, posiadajaca war- stwe nieprzepuszczalna dla cieczy, o grubo- sci od 2 do 15 mikrometrów i polaczona z nia warstwe rozpraszalna w wodzie, której gru- bosc wynosi od okolo 10 do okolo 100 mikro- metrów, przy czym obie warstwy zawieraja polimery i kopolimery, znamienna tym, ze folia polimerowa, zlozona z warstwy rozpra- szalnej i warstwy nieprzepuszczalnej, ma srednia gestosc powyzej okolo 1 grama na centymetr szescienny, przy czym warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera politlenek etylenu w ilosci od 55% do 95% wagowych i kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego w ilosci od 5% do 45% wagowych. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest folia polimerowa, przeznaczona zwłaszcza do wyrobów higroskopijnych jednorazowego użytku.

Wyroby higroskopijne jednorazowego użytku zyskały ostatnio dużą popularność w wielu zastosowaniach. Na przykład w zakresie opieki nad dziećmi i osobami chorymi, pieluszki i spodenki ogólnie zastąpiły higroskopijne wyroby bieliźniane wielokrotnego użytku. Inne wyroby higroskopijne jednorazowego użytku to wyroby higieniczne dla kobiet, jak podpaski higieniczne i tampony, wyroby higieniczne dla dorosłych, oraz wyroby sanitarne, jak ubrania chirurgiczne lub materiały opatrunkowe. Typowy wyrób higroskopijny jednorazowego użytku zwykle ma budowę złożoną, obejmującą warstwę wierzchnią, warstwę spodnią oraz strukturę higroskopijną między warstwą wierzchnią i warstwą spodnią. Te wyroby zwykle zaopatrzone są w pewnego rodzaju układ mocowania do zakładania wyrobu na ciało użytkownika.

Wyroby higroskopijne jednorazowego użytku podczas używania poddawane są jednemu lub więcej nagłemu kontaktowi z cieczą, na przykład wodą, moczem, wydzielinami, lub krwią. Same zewnętrzne materiały pokrywowe warstwy podłożowej z reguły wykonywane są z materiałów nierozpuszczalnych w cieczy i nieprzepuszczalnych cieczy, takich jak folie polipropylenowe, które wykazują dostateczną wytrzymałość i możliwość przenoszenia tak, że wyrób higroskopijny jednorazowego użytku zachowuje swoją integralność podczas użytkowania przez osobę noszącą, i nie dopuszcza do przeciekania cieczy, izolując wyrób.

181 637

Jakkolwiek współczesne pieluszki dla niemowląt i inne wyroby higroskopijne jednorazowego użytku zostały ogólnie zaakceptowane, to te wyroby w dalszym ciągu wymagają w pewnych dziedzinach udoskonalenia. Na przykład wiele spośród wyrobów higroskopijnych jednorazowego użytku może być trudnymi do wyrzucenia w środowisko wodne. Na przykład próba spłukania wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku w toalecie zwykle prowadzi do zablokowania toalety lub rur łączących toaletę z układem kanalizacyjnym. W szczególności materiał typowo stosowany na zewnętrzną okrywę zwykle po spłukaniu w toalecie nie ulega dezintegracji, ani rozproszeniu tak, że w ten sposób nie można się pozbyć takiego wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku. Jeżeli materiały okrycia zewnętrznego są wykonywane jako bardzo cienkie, w celu zmniejszenia ogólnej objętości luzem wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku, dal zmniejszenia niebezpieczeństwa zapchania toalety lub rury kanalizacyjnej, to taki zewnętrzny materiał okrywowy zwykle nie ma wytrzymałości dostatecznej do zapobieżenia jego przerywaniu lub przecinaniu podczas działania na ten materiał okrywy zewnętrznej naprężeń normalnego użytkowania.

Z zasady istnieje, zatem, potrzeba posiadania nowych materiałów nadających się na wyroby higroskopijne jednorazowego użytku, które ogólnie podczas użytkowania zachowywałyby swoją integralność i wytrzymałość, lecz po takim użytku mogłyby być wrzucane do środowiska wodnego. Na przykład wyrób higroskopijny jednorazowego użytku z łatwością i skutecznie można by wyrzucić lub spłukać w toalecie. Taki wyrób higroskopijny jednorazowego użytku powinien przy tym nadawać się do jego łatwiejszego degradowania przez cieczowy układ kanalizacyjny, w porównaniu z jego wyrzuceniem na śmietnisko lub inny układ likwidacji odpadów stałych.

Folia polimerowa, według wynalazku, posiadająca warstwę nieprzepuszczalną dla cieczy, o grubości od 2 do 15 mikrometrów i połączoną z nią warstwę rozpraszaną w wodzie, której grubość wynosi od 10 do 100 mikrometrów, przy czym obie warstwy zawierająpolimery i kopolimery, charakteryzuje się tym, że folia polimerowa złożona z warstwy rozpraszalnej i warstwy nieprzepuszczalnej ma średnią gęstość powyżej 1 grama na centymetr sześcienny, przy czym warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera politlenek etylenu w ilości od 55% do 95% wagowych i kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego w ilości od 5% do 45% wagowych.

Warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera 80% wagowych politlenku etylenu o masie cząsteczkowej 200000 i zakresie lepkości od 65-10'³ do 115-10’³Pas w 5% roztworze wodnym o temperaturze 25 °C oraz 20% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.

Warstwa nieprzepuszczalna zawiera co najmniej 90% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.

Warstwa nieprzepuszczalna zawiera 100% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.

Warstwa nieprzepuszczalna zawiera 10% wagowych politlenku etylenu o masie cząsteczkowej 200000 i zakresie lepkości od 65-10'3 do 115·10'3pas w 5% roztworze wodnym o temperaturze 25°C oraz 90% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego około 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.

Warstwa nieprzepuszczalna zawiera polikwas mlekowy o masie cząsteczkowej 70000.

Folia polimerowa według wynalazku ulega rozproszeniu w styku z większą ilością wody i może być spłukana z wodą w układzie kanalizacyjnym.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym przedstawiono wyrób higroskopijny jednorazowego użytku zawierający folię polimerową według niniejszego wynalazku.

Folia polimerowa według niniejszego wynalazku, wykazująca pożądaną właściwość rozpraszalności w wodzie, jest wykonana ze składowych nadających się do obróbki przez wytłaczanie. Folia polimerowa zawiera warstwę nieprzepuszczalną i warstwę rozpraszałną w wodzie.

Warstwa rozpraszalna w wodzie folii polimerowej według niniejszego wynalazku po umieszczeniu w środowisku wodnym rozpada się, po upływie dostatecznego czasu, na drobniej4

181 637 sze kawałki. W wyniku tego, warstwa rozpraszalna w wodzie po rozproszeniu może być przetwarzana w procesie utylizacji lub łatwiej spłukiwana, na przykład do układów kanalizacyjnych, septycznego lub komunalnego. W razie potrzeby, rozpraszalność warstwy rozpraszalnej w wodzie przyspiesza się przez zastosowanie mieszania i/lub pewnych środków wyzwalających. Rzeczywista ilość czasu potrzebna dla rozproszenia warstwy rozpraszalnej w wodzie jest zwykle zależna przynajmniej w części od konkretnych kryteriów projektowych dotyczących docelowego wykorzystania. Zwykle warstwa rozpraszalna w wodzie ulega pełnemu rozproszeniu w środowisku wodnym, w którym została umieszczona, w ciągu 60 minut, korzystne w ciągu 15 minut, korzystnej w ciągu 5 minut, a najkorzystniej w ciągu 30 sekund.

Warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera zwykle rozpraszalny w wodzie polimer, z którego jest sporządzana. Przykłady polimerów przydatnych do sporządzenia warstwy rozpraszalnej w wodzie według wynalazku obejmują celulozę hydroksypropylową, politlenek etylenu, tlenek polipropylenu, alkohol poliwinylowy, kopolimer alkoholu poliwinylowego, polipirolidon winylu, żelatynizowaną skrobię, kopolimer poliamidu, kopolimer kwasu akrylowego, oraz ich kopolimery i mieszaniny'. Korzystne jest, jeżeli warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera politlenek etylenu, alkohol poliwinylowy, kopolimer alkoholu poliwinylowego i ich mieszaniny.

Warstwa rozpraszalna w wodzie korzystnie zawiera również pewną ilość polimeru nie rozpraszalnego w wodzie, dla poprawienia właściwości wytrzymałościowych i transportowych warstwy, kiedy warstwa wykazuje, kiedy warstwa wykazuje jeszcze pożądane właściwości rozpraszalności w wodzie. Zastosowanie polimeru nie rozpraszalnego w wodzie pozwala na zastosowanie polimeru bardziej wrażliwego na działanie wody, gdyż w przypadku stosowania wyłącznie polimeru rozpraszalnego w wodzie warstwa rozpraszalna ma złe właściwości transportowe i jest podana na pokruszenie lub podarcie podczas użytkowania.

Zgodnie z jednym z wykonań według niniejszego wynalazku, warstwa rozpraszalna w wodzie sporządzona jest z mieszaniny zawierającej politlenek etylenu i kopolimer kwasu etylenowego i akylowego. Korzystne jest, jeżeli w takiej mieszaninie tlenek etylenu występuje w ilości od 55% wagowych do 95% wagowych, a kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego występuje w ilości od 5% wagowych do 45% wagowych, przy czym wszystkie zawartości procentowe odnoszą się do ogólnej ilości politlenku etylenu i kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawartego w warstwie rozpraszalnej w wodzie.

Warstwa rozpraszalna w wodzie jest, ogólnie biorąc, wytwarzana w znanych procentach, na przykład w procesie wytłaczania termicznego lub procesie odlewania rozpuszczalnikowego.

Warstwa rozpraszalna w wodzie jest obecna w folii polimerowej w ilości skutecznej dla osiągnięcia pożądanych właściwości wytrzymałościowych i rozpraszalności w wodzie. Udział warstwy rozpraszalnej w folii polimerowej jest dobrany tak, aby folia wykazywała pożądane właściwości rozpraszalności w pożądanym okresie czasu. Przy tym warstwa rozpraszalna w wodzie występuje w warstwie, w ilości większej od pewnej ilości minimalnej, przy których folia polimerowa wykazuje pożądane właściwości wytrzymałościowe. Pożądana ilość warstwy rozpraszalnej w wodzie występującej w folii polimerowej jest określana poprzez grubość warstwy rozpraszalnej w wodzie.

Korzystne jest, grubość warstwy rozpraszalnej w wodzie zawiera się między 10 mikrometrów a 100 mikrometrów, korzystnie między 10 mikrometrów a 50 mikrometrów, korzystniej między 10 mikrometrów a 30 mikrometrów, a najkorzystniej między 10 mikrometrów a 100 mikrometrów.

Warstwa nierozpuszczalna folii polimerowej jest nieprzepuszczalna dla cieczy i nie dopuszcza do przenikania jakiejkolwiek ilości cieczy przez niąw ciągu pewnego czasu pozostawania cieczy w kontakcie z tą warstwą nieprzepuszczalną.

W szczególności, wykorzystywaną tu nieprzepuszczalność materiału dla cieczy mierzy się zgodnie z testem ekspozycyjnym przenikania cieczy przez folię polimerową. Ogólnie biorąc, materiał lub warstwę uważa się za nieprzepuszczalną, jeżeli przechodzi test ekspozycyjny przenikania cieczy przez folię polimerową, bez widocznego żadnego przenikania cieczy wodnej przez ocenianą warstwę w ciągu 60 minut. W odróżnieniu od tego, materiał jest uważany za nie

181 637 tworzący warstwy nieprzepuszczalnej, jeżeli nie przechodzi testu ekspozycyjnego przenikania cieczy przez folię polimerową, co polega na tym, że widoczne jest przenikanie cieczy wodnej przez badaną warstwę w okresie 60 minut.

Warstwa nieprzepuszczalna jest zwykle wykonywana z polimeru, który w postaci folii polimerowej jest nieprzepuszczalny dla cieczy. Przykłady polimerów użytecznych do sporządzenia warstwy nieprzepuszczalnej przydatnej według niniejszego wynalazku obejmują kopolimer kwasu akrylowego, polikwas mlekowy, polietylen modyfikowany bezwodnikiem maleinowym, kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego, polikaprolaktam, poliester, polihydroksyalkanoany, jak na przykład polihydroksymaślan/hydroksywalenanian, polihydroksymaślan i polihydroksywalerianian, oraz ich kopolimery i mieszaniny.

Warstwa nieprzepuszczalna korzystnie również zawiera pewną ilość polimeru rozpraszalnego w wodzie dla poprawienia właściwości dekopozycyjnych warstwy nieprzepuszczalnej, kiedy warstwa nieprzepuszczalna jeszcze wykazuje pożądane właściwości nieprzepuszczalności dla wody.

W jednej z odmian wykonania według niniejszego wynalazku, korzystnie warstwa nieprzepuszczalna wykazuje właściwości biodegradacji. Taka zdolność do biodegradacji warstwy nieprzepuszczalnej sprzyja dekompozycji warstwy nieprzepuszczalnej po wyrzuceniu folii polimerowej. Przykładowa warstwa nieprzepuszczalna wykazująca zdolność do biodegradacji zawiera polikwas mlekowy, polikaprolaktam, niektóre poliestry syntetyczne, polihydroksyalkanoany, jak na przykład polihydroksymaślan/'hydroksywalerianian, polihydroksymaślan i polihydroksywalerianian, oraz ich kopolimery i mieszaniny.

Warstwa nieprzepuszczalna występuje w polimerowej w ilości skutecznej dla osiągnięcia pożądanych właściwości wytrzymałościowych i rozpraszalności w wodzie. Warstwa nieprzepuszczalna jako taka występuje w folii polimerowej w ilości zapewniającej folii pożądane właściwości rozpraszalności w pożądanym okresie czasu. Przy tym warstwa rozpraszalna w wodzie występuje w warstwie w ilości większej od pewnej ilości minimalnej, przy której folia polimerowa wykazuje pożądane właściwości wytrzymałościowe. Pożądana ilość warstwy rozpraszalnej w wodzie występującej w folii polimerowej jest określana w jednej z odmian wykonania poprzez grubość warstwy rozpraszalnej w wodzie.

Zatem korzystne jest, jeżeli warstwa nieprzepuszczalna występuje w folii polimerowej według niniejszego wynalazku w ilości takiej, że grubość tej warstwy nieprzepuszczalnej zawiera się między 2 mikrometrów a 15 mikrometrów, korzystnie między 2 mikrometrów a 10 mikrometrów, korzystniej między 2 mikrometrów a 7 mikrometrów, a najkorzystniej między 2 mikrometrów a 5 mikrometrów'.

Folia polimerowa według niniejszego wynalazku ogólnie ma strukturę ciągłego arkusza materiału, z nierozróżalnianymi, poszczególnymi włóknami, lub podobną. Folia polimerowa zawiera przynajmniej dwie warstwy, z których jedna jest warstwą nieprzepuszczalną, druga jest warstwą rozpraszalną w wodzie. Warstwa nieprzepuszczalna jest zamocowana do warstwy rozpraszalnej w wozie za pomocą kleju lub, korzystnie na zasadzie kohezji między warstwami.

Folia polimerowa korzystnie zawiera również trzecią warstwę, na przykład przędziony materiał włóknisty, przymocowany do warstwy rozpraszalnej w wodzie, który pomaga zapobiegać przedwczesnemu rozproszeniu warstwy rozpraszalnej w wodzie, co mogłoby nastąpić na przykład przy spryskiwaniu wodą lub manipulacji mokrymi rękami.

Przędzione materiały włókniste są zwykle kształtowane przez wytłaczanie stopionego materiału termoplastycznego w postać włókien z wielu cienkich, zwykle okrągłych, kapilar, w filierze, przy następnym gwałtownym zmniejszeniu średnicy wyciskanych włókien, na przykład przez połączone z wydzielaniem, lub nie, wyciąganie w stanie płynnym, lub zgodnie z innym znanym mechanizmem przędzenia.

Ogólnie biorąc folię polimerową według niniejszego wynalazku wytwarza się z dwóch oddzielnych kompozycji termoplastycznych, przy czym jedna kompozycja zawiera polimer do wykorzystania przy sporządzaniu warstwy nieprzepuszczalnej spełniający test ekspozycyjny przenikania cieczy przez folię, a druga kompozycja zawiera polimer do wykorzystania przy

181 637 sporządzaniu warstwy rozpraszalnej w wodzie. Zastosowany niniejszym termin „termoplastyczny” rozumie się jako opisujący materiał mięknący pod wpływem ciepła i który w zasadzie powraca do stanu pierwotnego po schłodzeniu do temperatury pokojowej.

Jakkolwiek powyżej opisano zasadnicze składniki folii polimerowej według niniejszego wynalazku, to skład folii polimerowej nie jest ograniczony do tych zasadniczych składników, i może obejmować inne składniki nie oddziałujące ujemnie na pożądane właściwości rozpraszalności folii polimerowej w wodzie. Przykładowymi materiałami, które można zastosować jako składniki dodatkowe, choć nie wyłącznie, pigmenty, przeciwutleniacze, plastyfikatory, stabilizatory, środki powierzchniowo czynne, woski, środki zwiększające płynność, rozpuszczalniki stałe, cząstki i materiały dodatkowe dla poprawienia przetwarzalności folii polimerowej.

Folia polimerowa według niniejszego wynalazku wykazuje pożądane właściwości rozpraszalności w wodzie po zanurzeniu na pewien przeciąg czasu w nadmiarze wody. Zastosowany niniejszym termin „zanurzenie” określa, że materiał jest w zasadzie całkowicie zanurzony w wodzie, lub w inny sposób całkowicie otoczony wodą. Zastosowany termin „nadmiar wody” oznacza, że ilość wody, w której zanurza się materiał, jest wystarczająca do całkowitego otoczenia zanurzanego materiału, przy czym pewna ilość wody zaabsorbowana przez zanurzany materiał reprezentuje nieistotną część ogólnej zastosowanej ilości wody. Z zasady, ilość wody zastosowanej do zanurzenia materiału musi być dostatecznie duża z uwzględnieniem ilości wody, która może zostać zaabsorbowana przez materiał podczas jego zanurzenia i następnego rozpraszania.

Folia polimerowa według niniejszego wynalazku wykazuje pożądaną rozpraszalność po zanurzeniu w nadmiarze wody, w ciągu 15 minut, korzystnie w ciągu 5 minut, korzystniej w ciągu 1 minuty, a najkorzystniej w ciągu 30 sekund.

Stwierdzono, że przy zastosowaniu stosunkowo cienkiej warstwy nieprzepuszczalnej i stosunkowo grubej warstwy rozpraszalnej w wodzie, folia polimerowa według niniejszego wynalazku wykazuje odpowiednie właściwości wytrzymałościowe, i nieprzepuszczalność dla cieczy, dla zapewnienia pożądanych właściwości manipulacyjnych wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku, w którym folia polimerowa jest stosowana. Po wykorzystaniu wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku, wyrób higroskopijny jednorazowego użytku można wyrzucić do środowiska wodnego. Po wprowadzeniu do takiego środowiska wodnego, warstwa rozpraszalna w wodzie w środowisku wodnym ulega rozproszeniu. Warstwa nieprzepuszczalna, mając stosunkowo niewielką grubość nie nadmiernie przeszkadza w rozpraszaniu się folii polimerowej, zatem i wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku.

W celu poprawienia właściwości rozpraszania się folii polimerowej według niniejszego wynalazku, folia polimerowa ma przeciętną gęstość większą od 1 grama na centymetr sześcienny. Taka gęstość folii polimerowej ogólnie biorąc pozwala na opadnięcie folii polimerowej na dno środowiska wodnego, do którego folia polimerowa zostanie wyrzucona, na przykład toalety, wspomagając tym samym rozpraszalność folii polimerowej, ponieważ folia polimerowa nie wypływa na powierzchnię wody w toalecie.

Folia polimerowa według niniejszego wynalazku ma dowolny rozmiar i wymiary, o ile folia polimerowa wykazuje pożądane właściwości wytrzymałościowe i rozpraszalność w wodzie, jak to niniejszym opisano. Zwykle korzystne jest, jeżeli folia polimerowa według niniejszego wynalazku ma grubość zawierającą się między 10 mikrometrów a 115 mikrometrów, korzystnie między 12 mikrometrów a 60 mikrometrów, korzystniej między 12 mikrometrów a 40 mikrometrów, a najkorzystniej między 12 mikrometrów a 25 mikrometrów.

Folię według niniejszego wynalazku można wykorzystywać również, lub łączyć, z innymi materiałami foliowymi, przy wykorzystaniu folii polimerowej według niniejszego wynalazku jako oddzielnej warstwy lub oddzielnej strefy lub obszaru w większym kompozytowym materiale foliowym. Łączenie folii polimerowej według wynalazku z innymi materiałami foliowymi dokonuje się metodami znanymi specjalistom, na przykład przy zastosowaniu klejów lub po prostu przez warstwowe nakładanie różnych materiałów foliowych i spięcie razem materiałów kompozytu przez na przykład zszycie lub zastosowanie ciepła i nacisku.

181 637

Folia polimerowa według wynalazku może być zastawana do wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku, pokazanego na rysunku. Chociaż opisano zastosowanie folii polimerowej według wynalazku w odniesieniu do zastosowania materiału foliowego na pieluszkę dla niemowląt, to jest oczywiste, że materiał foliowy nadaje się również do wykorzystania w innych znanych specjalistom wyrobach higroskopijnych jednorazowego użytku.

Pieluszka 11 jednorazowego użytku, zawierająca folię według niniejszego wynalazku, ma warstwę spodnią 12, warstwę wierzchnią 14, strukturę higroskopijną 16 umieszczoną między warstwąspodnią 12 a warstwą wierzchnią 14, przy czym warstwa 12 zawiera folię według mniejszego wynalazku.

Specjaliści znają materiały nadające się do zastosowania w charakterze warstwy wierzchniej, bądź spodniej. Przykładami materiałów odpowiednich do zastosowania jako warstwy wierzchniej są materiały przepuszczalne dla cieczy, na przykład przędziony polipropylen lub polietylen o gramaturze od 15 do 25 gramów na metr kwadratowy. Przykładami materiałów dodatkowych nadających się do zastosowania, dodatkowo do folii polimerowej według niniejszego wynalazku, na warstwę spodnią są materiały nieprzepuszczalne dla cieczy, j ak na przykład folie poliolefinowe, jak również materiały przepuszczalne dla par, jak na przykład mikroporowate folie poliolefinowe.

Wyroby higroskopijne jednorazowego użytku są zwykle przy użytkowaniu narażone na wielokrotne wypływy wydzielanych z ciała cieczy. Odpowiednio do tego, korzystne jest, jeżeli wyroby higroskopijne jednorazowego użytku mają możliwość absorbowania wielokrotnych wypływów cieczy wydzielanych z ciała w ilościach, na działanie których wyroby higroskopijne jednorazowego użytku i ich struktury będą wystawione podczas użytkowania. Wypływy są zwykle rozdzielone pewnym okresem czasu. Gdy wyrób higroskopijny jednorazowego użytku zawiera folie według niniejszego wynalazku, folia polimerowa ta w zasadzie utrzymuje swoją integralność i wytrzymałość podczas użytkowania wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku. Ilość cieczy wypływającej jednorazowo na wyrób higroskopijny jednorazowego użytku podczas użytkowania nie powinna przekraczać ilości powodującej istotną zmianę integralności lub wytrzymałości podczas stosowania wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku.

Po zużyciu wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku pożądane jest wyrzucenie tego wyrobu. Zastosowanie folii według niniejszego wynalazku w artykule higroskopijnym jednorazowego użytku umożliwia wrzucenie wyrobu wprost do układu odprowadzania ścieków·', na przykład przez wyrzucenie wyrobu do toalety. W toalecie zwykle występuje pewien nadmiar wody tak, że rozpraszalną w wodzie warstwa folii polimerowej według niniejszego wynalazku można spłukać do toalety bez obawy, że wyrób higroskopijny może spowodować zatkanie kanalizacji od toalety. Przy tym sposobie wyrzucania, wyrób higroskopijny jednorazowego użytku może być następnie skutecznie poddany przeróbce i ulec degradacji w układzie kanalizacyjnym, do którego toaleta jest dołączona, zamiast wyrzucania tego wyrobu higroskopijnego jednorazowego użytku za pośrednictwem układu odprowadzania odpadków stałych. Poprzez degradację wyrobów higroskopijnych z folią polimerową według wynalazku za pośrednictwem układu odprowadzania odpadów stałych, możliwe jest zmniejszenie ilości odpadów stałych składowanych na wysypiskach, spalanych lub usuwanych w inny sposób.

Folię według wynalazku poddano badaniom w teście ekspozycyjnym przenikania cieczy przez folię, który określał, czy materiał jest nieprzepuszczalny dla cieczy.

Sporządzono folię i pobrano próbkę folii polimerowej o szerokości 7,6 cm, długości 15,2 cm oraz grubości 25 mikrometrów, przy czym warstwa nieprzepuszczalna próbki folii polimerowej miała grubość 5 mikrometrów. Próbkę folii polimerowej umieszczono na uniesionej, ustawionej centralnie, prostokątnej powierzchni płytki podstawowej. Ta uniesiona, ustawiona centralnie prostokątna powierzchnia miała szerokość 7,6 cm, długość 15,2 cm i wysokość 0,3 cm. Płytka podstawowa była wykonana z płaskiej płytki, wyłącznie plastykowej lub metalowej. Na wierzchu próbki folii polimerowej umieszczono centralnie materiał rozprowadzający ciecz, o szerokości 7,0 cm i długości 14,6 cm. Materiałem do rozprowadzania cieczy był papier filtracyjny do analiz ilościowych.

181 637

Na całej szerokości środka materiału do rozprowadzania cieczy z użyciem strzykawki rozprowadzono roztwór soli (2,0 ml). Roztwór soli był roztworem solnym dla banku krwi. Następnie na zwilżony kompozyt próbki nałożono płytkę górną o wymiarach podobnych do wymiarów płytki podstawowej. Na wierzchu płytki górnej umieszczono ciężar 4086 gramów, zapewniając ciśnienie 35,2 g/cm². Próbkę folii polimerowej pozostawiono w warunkach otoczenia przy temperaturze 22°C i wilgotności względnej 30 do 50% w ciągu 60 minut. Ciężar, płytkę górnąi materiał do rozprowadzania cieczy następnie zdjęto. Następnie z płytki podstawowej zdjęto próbkę folii polimerowej. Jeżeli w teście ekspozycyjnym przenikania cieczy przez folię, płytce podstawowej, widoczne były jakiekolwiek ślady cieczy, to materiał nie przechodził testu i nie był uważany za materiał odpowiedni do wykorzystania w charakterze warstwy nieprzepuszczalnej. Jeżeli na płytce podstawowej nie widać było cieczy, to materiał folii polimerowej przechodził test i uważany był za materiał nadający się do wykorzystania w charakterze warstwy nieprzepuszczalnej.

Próbkę folii polimerowej oceniano również pod względem wytrzymałości na rozciąganie. Wytrzymałość na rozciąganie próbki folii polimerowej oceniano przy użyciu próbnika rozciągania. Maszynę kalibrowano przez umieszczenie i pozostawienie swobodnie zwisającego ciężaru 100 g na środku górnej szczęki, prostopadle do szczęki. Stosowaną komórką naprężeniową była autoidentyfikacyjna komórka obciążeniowa 22,7 kg z kalibracją elektryczną. Ciężar wyświetlany był przy tym w oknie wyświetlającym Microcon. Procedurę realizowano w pomieszczeniu, i w atmosferze standardowej, na przykład przy temperaturze 23°C i wilgotności względnej 50%.

Próbkę folii polimerowej umieszczono w pneumatycznie uruchamianych uchwytach (szczękach), za pomocą gumowanych (bezpoślizgowych) nakładek uchwytu o wymiarach 2,54 cm na 7,62 cm. Długość pomiarowa wynosiła 15,2 cm, przy wstępnej prędkości rozsuwania uchwytów 500 mm/min, i prędkości trzpienia 2000 mm/min. Prędkość trzpienia była prędkością, z jaką górny uchwyt porusza się w górę rozciągając próbkę folii polimerowej aż do zerowania. Tester rozciągania miał czułość na zerwanie 75 %, graniczne rozciągnięcie 50,8 cm, oraz granicę rozciągania 2068 kPa. Wytrzymałość na rozciąganie oceniano w przypadku próbki folii polimerowej zarówno na sucho, jak i na mokro, po zwilżeniu jak w teście ekspozycyjnym przenikania cieczy przez folię.

Wartością wytrzymałości na rozciąganie było maksymalne obciążenie przy zerwaniu, zapisane w gramach siły potrzebnej do uszkodzenia czyli rozdarcia próbki. Zatem wytrzymałość na rozciąganie określano jako największe obciążenie przy uszkodzeniu (w gramach siły).

Porównywano wartości wytrzymałości na rozciąganie próbki folii polimerowej na sucho i na mokro. Dla przypadku idealnej warstwy nieprzepuszczalnej odpowiednie wartości wytrzymałości na rozciąganie statystycznie nie różniły się znacznie przy poziomie ufności 95 procent. Materiał mógł wykazywać zmniejszoną wartość wytrzymałości na rozciąganie przy przejściu z warunków pracy na sucho do pracy na mokro, lecz materiał taki nie był uważany za efektywny materiał warstwy nieprzepuszczalnej, jeżeli nie wykazywał przepuszczalności roztworu soli przy teście ekspozycyjnym przenikania cieczy przez folię nawet, jeśli pozostawał nieuszkodzony przy rzeczywistym użytkowaniu.

Przykład 1

Sporządzono materiały próbek folii polimerowej zawierającej warstwę rozpraszalną w wodzie i warstwę nieprzepuszczalną.

W przypadku każdej z kolejnych próbek folii polimerowej, sporządzona folia polimerowa miała grubość 25 mikrometrów. Warstwa rozpraszalna w wodzie zajmowała 80% wag., czyli 20 mikrometrów próbki folii polimerowej. Potencjalna warstwa nieprzepuszczalna zajmowała 20% wag., czyli 20 mikrometrów próbki folii polimerowej.

W przypadku każdej z próbek, warstwa rozpraszalna w wodzie stanowiła mieszaninę 80% wag. politlenku etylenu o masie cząsteczkowej 200000 i zakresie lepkości w 5% roztworze wodnym 65-10-3 do 115-10-3Pas i 20% wag. kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego, zawierającego 9,5% wag. komonomeru kwasu akrylowego. Politlenek etylenu i kopolimer kwasu

181 637 etylenowego i akrylowego, mieszano we wtryskarce i wyciskano wspólnie wraz z warstwą nieprzepuszczalną w folię o pożądanej grubości.

W przypadku próbki 1, potencjalna warstwa nieprzepuszczalna stanowiła kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego, zawierający 9,5% wag. komonomeru kwasu akrylowego. Kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego mieszano we wtryskarce i wyciskano wspólnie wraz z warstwą rozpraszalną w wodzie w folię o pożądanej grubości.

W przypadku próbki 2, potencjalna warstwa nieprzepuszczalna stanowiła mieszaninę 10% wag. politlenku etylenu o masie cząsteczkowej 200000 i zakresie lepkości w 5% roztworze wodnym 65-10'³ do 115-10'³Pa-s i 90% wag. kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego około 9,5% wag. komonomeru kwasu akrylowego. Politlenek etylenu i kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego, mieszano w ekstruderze i wyciskano wspólnie wraz z warstwą rozpraszalną w wodzie, w folię o pożądanej grubości.

W przypadku próbki 3, potencjalna warstwa nieprzepuszczalna stanowiła mieszaninę 20% wag. politlenku etylenu o masie cząsteczkowej 200000 i zakresie lepkości w 5% roztworze wodnym od 65-10'3 do 115-10’3pas i 80% wag. kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego, zawierającego około 9,5% wag. komonomeru kwasu akrylowego.

Politlenek etylenu i kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego, mieszano w ekstruderze i wyciskano wspólnie wraz z warstwą rozpraszalną w wodzie, w folię o pożądanej grubości.

W przypadku próbki 4, potencjalna warstwa nieprzepuszczalna zawierała polikwas mlekowy, o masie cząsteczkowej 70000. Polikwas mlekowy mieszano w ekstruderze i wyciskano wspólnie wraz z warstwą rozpraszalną w wodzie w folię o pożądanej grubości.

Następnie dokonano oceny próbek folii polimerowej na zgodnie z opisanym niniejszym testem ekspozycyjnym przenikania cieczy przez folię i testem wytrzymałości na rozciąganie. Wyniki zebrano w tabeli.

Tabela

Wytrzymałość na rozciąganie (gramów siły)

Próbka Nr	Na sucho	Na mokro	Akceptowalna jako warstwa nieprzepuszczalna
1	4903	4004	Tak
2	5720	4630	Tak
3*	5039	1498	Nie
4	5084	4857	Tak

* przykład nie według niniejszego wynalazku

Przykład 2

Próbkę 1 sporządzoną w przykładzie 1 laminowano otrzymując na materiale higroskopijnym o takim samym kształcie zawierającym 30% wag. polimeru kształtowanego z rozdmuchiwaniem w stanie stopionym i 70% spulchnionej pulpy o ogólnej gramaturze 190 g/m², następnie przetworzono na maszynie produkcyjnej we wkładkę stosowaną wewnątrz bielizny. Wykonano również wkładki kontrolne z zastosowaniem folii polimerowej polietylenowej w charakterze warstwy nieprzepuszczalnej.

Wkładki poddano ocenie konsumenckiej przez dorosłe kobiety. Ocena wykazała, że folia polimerowa próbki 1 może działać w charakterze skutecznej warstwy spodniej, zapobiegając wszelkim przeciekom do bielizny niewielkich wycieków moczu i wydzielin pochodnych w okresie do sześciu godzin.

Dwadzieścia próbek obu wkładek poddano testowi spłukiwania w toalecie. Podczas testu poszczególne próbki wkładek umieszczano losowo w toalecie o pojemności 13,81 i przetrzymano w toalecie 30 sekund przed spłukaniem. Wkładki kontrolne spłynęły tylko w sześciu przypadkach na dwadzieścia próbek. W odróżnieniu od tego, wszystkie 20 próbek folii polimerowej z

181 637 przykładu 1 według niniejszego wynalazku spłynęło. Wizualnie stwierdzono podczas wykonywania testu, że wkładki według niniejszego wynalazku rozpraszały się prawie natychmiast i zatonęły bezpośrednio na dno muszli toaletowej. W odróżnieniu od tego, wkładki kontrolne zawierające polietylenową folię odgradzającą (która miała gęstość poniżej 1 g/cm³) pływały na powierzchni wody w muszli. W wyniku tego siła naporu hydraulicznego działająca na produkt kontrolny była dużo niniejsza niż działająca na produkty badane. Spowodowało to wystąpienie niedostatku spłukiwania produktu kontrolnego, ponieważ nie był on w stanie wykorzystać siły napędowej strumienia spłukującego w toalecie.

Dla specjalisty jest oczywiste, że wynalazek nadaje się do wprowadzenia wielu modyfikacji i odmian, bez wychodzenia pozajego zakres. Odpowiednio do tego, szczegółowy opis i przedstawione powyżej przykłady rozumie się jako wyłącznie ilustracyjne, testem ekspozycyjnym przenikania cieczy prze folię a nie w jakikolwiek sposób ograniczające zakres wynalazku określony w załączonych zastrzeżeniach.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Folia polimerowa, posiadająca warstwę nieprzepuszczalną dla cieczy, o grubości od 2 do 15 mikrometrów i połączoną z nią warstwę rozpraszalną w wodzie, której grubość wynosi od około 10 do około 100 mikrometrów, przy czym obie warstwy zawierają polimery i kopolimery, znamienna tym, że folia polimerowa, złożona z warstwy rozpraszalnej i warstwy nieprzepuszczalnej, ma średnią gęstość powyżej około 1 grama na centymetr sześcienny, przy czym warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera politlenek etylenu w ilości od 55% do 95% wagowych i kopolimer kwasu etylenowego i akrylowego w ilości od 5% do 45% wagowych.
2. Folia polimerowa według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa rozpraszalna w wodzie zawiera 80% wagowych politlenku etylenu o masie cząsteczkowej około 200000 i zakresie lepkości od 65-10³ do 115-ł0'³Pa-s w 5% roztworze wodnym o temperaturze 25°C oraz 20% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego około 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.
3. Folia polimerowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa nieprzepuszczalna zawiera co najmniej 90% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.
4. Folia polimerowa według zastrz. 3, znamienna tym, że warstwa nieprzepuszczalna zawiera 100% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.
5. Folia polimerowa według zastrz. 3, znamienna tym, że warstwa nieprzepuszczalna zawiera 10% wagowych politlenku etylenu o masie cząsteczkowej około 2000001 zakresie lepkości od 65-10'3 do 115-10’3pa-s w 5% roztworze wodnym o temperaturze 25°C oraz 90% wagowych kopolimeru kwasu etylenowego i akrylowego zawierającego około 9,5% wagowych komonomeru kwasu akrylowego.
6. Folia polimerowa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa nieprzepuszczalna zawiera polikwas mlekowy o masie cząsteczkowej około 70000.