SK281943B6 - Vatová tyčinka najmä na hygienické použitie a spôsob jej výroby - Google Patents

Abstract

Tyčinka s bavlnenými očkami na hygienické použitie, ktorej palička pozostáva z termoplastických materiálov získaných z prírodných polymérnych látok, ktoré sú biologicky rozložiteľné a rozpustné vo vode v termoplastickom stave, alebo z biologicky rozložiteľných, vo vode rozpustných syntetických polymérov. Spôsob prípravy tyčinky extrúziou polymérnej látky pri teplotách 80 až 120 °C s vodou a zvláčňovadlom a následným tvarovaním pomocou vstrekovacieho lisovania s výrobnými cyklami kratšími ako 15 sekúnd.ŕ

Description

Vynález sa týka tyčiniek s vatovými očkami vhodných na hygienické a kozmetické použitie, zvlášť na hygienu uší, rozložiteľných vo vode a podliehajúcich rýchlej biologickej degradácii, získaných z prírodných látok polymémej povahy, ktoré sú termoplastické alebo zo syntetických polymérov.

Doterajší stav techniky

Doteraz používané tyčinky z plastického materiálu s jedným alebo dvoma vatovými očkami predstavujú vážny problém pre zariadenia na čistenie vody, pretože sa často vyhadzujú cez odpadové potrubie a spôsobujú zablokovanie filtrov takýchto zariadení a viditeľné znečistenie vody a pôdy spôsobené čistenou vodou a aktívnym splaškovým kalom, ktorý ich obsahuje.

V súčasnosti sa tieto plastové tyčinky získavajú pomocou extrúznej technológie, podľa ktorej sa vytláčajú malé rúrky s priemerom približne 2,5 až 3 mm, pri extrúznej rýchlosti 50 až 100 m/min.

Výsledná produktivita je približne 700 až 1300 tyčiniek za minútu. Extrudovaná rúrka sa potom kalibruje prechodom najprv cez kalibračný kanál, potom ako sa postrieka vodou, a potom cez vodný kúpeľ, predtým ako sa reže.

Táto technológia sa ťažko aplikuje na prípravu vo vode rozpustných tyčiniek založených na prírodných alebo syntetických polymémych látkach rozpustných vo vode, pretože vodná kalibrácia a chladenie by bolo neuskutočniteľné a produktivita by bola navyše veľmi obmedzená vzdušným chladením.

Podstata vynálezu

Teraz sa zistilo, že tyčinky s bavlneným očkom, rozložiteľné vo vode a podliehajúce rýchlej biologickej degradácii sa môžu pripraviť vstrekovacím lisovaním, vychádzajúc z prírodných polymémych látok, ktoré, keď sa konvertujú do termoplastického stavu, sú vo vode rozpustné alebo sú schopné dispergovať sa vo vode a podrobiť sa rýchlej biologickej degradácii, alebo zo syntetických polymérov, ktoré sú rozpustné vo vode alebo sú schopné dispergovať sa vo vode a podrobiť sa rýchlej biologickej degradácii.

Príklady prírodných látok použiteľných na prípravu tyčiniek zahŕňajú:

- škrob získaný zo semien, koreňov alebo bôbov, alebo zrniek, rôznych genotypov s vysokým alebo nízkym obsahom amylózy, v jeho prirodzenom stave alebo chemicky alebo fyzikálne modifikovaný, hydrolyzovaný, oxidovaný alebo zosietený;

- deriváty celulózy, ako napríklad karboxymetylcelulóza;

- želatína;

- algináty;

- chitosan;

- pululan;

- pektín;

- karagénany;

- proteíny (zeín, glutén, sójové proteíny), prírodné živice založené na šelaku, kyselina kolofóniová;

- prírodné kaučuky;

- polyasparagany;

Výhodnými východiskovými látkami sú rôzne typy škrobu. Škrob sa môže použiť v zmesi s prírodnými látkami označenými už, zvlášť so želatínou živočíšneho pôvodu, zeínom, pululanom, pektínom.

Škrob alebo iné prírodné látky sa môžu miešať so syntetickými polymérmi, ktoré sú alebo nie sú kompatibilné so škrobom, ako napríklad polyvinylalkohol, polyvinylacetát s rôznym stupňom hydrolýzy, polyoxyalkylény, alebo nerozpustné syntetické polyméry, ako napríklad etylén-vinylalkohol, etylén-vinylacetát, etylénakrylové estery, alebo kopolyméry kyseliny akrylovej, termoplastické polyestery, výhodne alifatické polyestery, ako sú napríklad polykaprolaktón polyester-polyuretány, kopolyméry polyester-polyuretán-polymočovina, polyméry a kopolyméry kyseliny mliečnej, acetát celulózy, estery škrobu so stupňom substitúcie od 0,1 do 2, prípadne v prítomnosti ich špecifických zvláčňovadiel. Polyméry týchto typov sú opísané v talianskej patentovej prihláške s č. podania MI94A000228, ktorej obsah je tu včlenený ako odkaz.

Tieto polyméry sa pridávajú v množstvách menších ako asi 30 % hmotnostných, výhodne do asi 20 % hmotnostných.

Vo vode rozpustné alebo vo vode dispergovateľné biologicky rozložiteľné syntetické polyméry zahŕňajú polyvinylalkohol s rôznymi stupňami hydrolýzy, výhodne so stupňom hydrolýzy zahrnutým medzi 80 a 90 %, ako napríklad Polyviol W 40/140 (stupeň hydrolýzy 87, MW = = 100000) vyrobený Wakerom, alebo Gohsend typy GH-23, GH20 alebo KH-17 od Nippon Goshei, alebo plastifikovaný polyvinylalkohol, ako je napríklad Vinex od Air Products; polyoxymetylén alebo polyoxyetylén, polyetyloxazolín, polyvinylpyrolidón, polyasparagany.

Premena prírodných látok označeného typu, ktorá má poskytnúť termoplastické materiály, sa uskutočňuje vo vyhrievaných extrudéroch (extrúzia-varenic), alebo v akýchkoľvek zariadeniach, ktoré môžu zabezpečiť teplotné podmienky a podmienky strihového napätia, ktoré sú vhodné na to, aby sa materiál stal termoplastickým pri práci v prítomnosti vody a/alebo zvláčňovadla pri teplote zahrnutej v rozsahu od 80 °C do 210 °C.

Výhodne je celkové množstvo vody a zvláčňovadla menšie ako 25 % hmotnostných, vzhľadom na prírodný podiel.

Použiteľné zvláčňovadlá zahŕňajú okrem vody polyoly s 1 až 20 rekurentnými hydroxylovanými jednotkami, z ktorých každá obsahuje od 2 do 6 uhlíkových atómov, ktoré môžu byť tiež čiastočne substituované.

Látky tohto typu sú opísané v patentovej prihláške WO 92/19680, ktorej obsah je tu včlenený odkazom. Výhodné zvláčňovadlá sú glycerol, acetát glycerolu, polyetylénglykol a polypropylénglykol, sorbitol, acetát sorbitolu, etoxylovaný sorbitol, kyselina citrónová.

Prídavok mastív je výhodný na to, aby sa získala vysoká produktivita procesu lisovania vstrekovaním.

Použiteľné lubrikanty sú založené na mastných reťazcoch, ako napríklad kyselina olejová, kyselina stearová, kyselina palmitová, kyselina eruková, tiež konvertované na estery, amidy, soli a étery, v prípade reakcie s alkalickými oxidmi.

Vhodné lubrikanty zahŕňajú stearamid, stearylalkohol, stearát vápenatý, mono-, di- a triglyceridy alebo oleáty polyolov, ktoré tiež obsahujú alkylénoxidové jednotky.

Môžu sa pridávať plnivá rastlinného pôvodu, ako napríklad celulózové vlákna, sušená repná dužina, kvasené šupky, drevo, ryžové plevy, alebo minerálneho pôvodu ako napríklad mastenec, oxid kremičitý, kremičitany, uhličitany.

Na zníženie hmotnosti sa môžu pridať peniace reagenty, ktoré poskytnú mikropenový konečný výrobok.

Tyčinkové tvary sú výhodné na proces lisovania, aby sa získali vysoké hodnoty produktivity.

Môžu sa použiť tuhé formy, rúrkovité formy so zužujúcim sa otvorom na umožnenie vybratia tyčiniek z formy, polygonálne formy, formy s lalokovým prierezom a všeobecne akékoľvek formy kompatibilné s procesom lisovania vstrekovaním. Lisovateľnosť materiálu je výhodne vybratá tak, aby umožnila výrobné cykly kratšie ako 15 sekúnd a výhodne kratšie ako 10 sekúnd.

Lisovanie vstrekovaním sa môže uskutočňovať so systémami so stúpačkou, vtokovým kanálom, horúcim kanálom, horúcou komorou, alebo ešte inými systémami lisovania. Aplikácia vatových očiek na oba konce tyčinky sa uskutočňuje známymi metódami, napríklad opracovaním koncov tyčiniek buď adhezívami alebo mechanicky, a/alebo s vodou, aby sa zachytila vata.

Absorpčné očká omotané okolo jedného alebo oboch koncov tyčinky sú výhodne vytvorené z bavlnenej vaty. Môžu sa použiť aj iné prírodné nespriadané vlákna, ako napríklad hodvábne vlákna, prípadne v zmesi s minoritným podielom syntetických vlákien.

Bavlna môže byť bielená alebo ncbiclená.

Tyčinky na ušnú hygienu majú všeobecne cylindrický tvar, s dĺžkou 7 až 10 cm a s priemerom 2 až 3 mm.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Nasledujúce príklady sú na ilustrovanie vynálezu, ale neohraničujú ho. Ak nie je označené inak, diely a percentá sú hmotnostné.

Príklad 1 dielov kukuričného škrobu Globe 3401 ex Cerestar, 10 dielov polyvinylalkoholu, 9,6 dielov vody, 0,15 dielu monooleátu glycerolu, 0,25 dielu stearátu vápenatého sa plnilo do dvojzávitovkového extrudéra APV 2030 s L : D (pomer dĺžky závitovky ku priemeru závitovky) = 30. Použitý teplotný profil bol 60 “C - 100 °C - 150 °C - 3 x x 175 °C - 2 x 165 °C -155 °C.

Na dvadsiatom piatom priemere sa produkt odvetral, aby sa znížil jeho obsah vody na 12 % hmotnostných.

Získané pelety sa plnili do 60 tonového vstrekovacieho lisu Sandretto.

Použitá lisovacia forma bola lisovacia forma s vtokovým kanálom s 20 dutinami a dvoma extraktormi na každú dutinu vo výške 1/4 a 3/4 dutiny. Dutiny boli pevné cylindre dĺžky 7,35 cm a priemeru 2,5 mm so zaoblenými koncami. Lisovacia forma sa chladila vodou.

Použil sa plochý teplotný profil nastavený na 165 °C.

Lisovací cyklus bol 9 sekúnd.

Výsledné kusy sa vybavili vatovými očkami s použitím konvenčného systému na aplikovanie bavlnenej vaty s mechanickou eróziou koncov tyčinky na zvýšenie adhézie vaty.

Jeden z takto získaných kusov sa ponoril do 100 ml vody a bol v nej ponechaný za pomalého premiešavania; o dve hodiny neskôr bol tento kus úplne rozpadnutý. Keď sa kusy podrobili Sturmovmu OECD 301 testu s octanom sodným ako referenčnou látkou, dosiahla sa biologická rozložiteľnosť vyššia ako 70 % za 5 dní, ako sa požaduje pre rozpustné produkty, ktoré sa majú likvidovať cez zariadenia na regeneráciu vody.

Príklad 2

Príprava sa uskutočnila ako v príklade 1 s tým rozdielom, že 3 % PVOH sa nahradili s EVOH (kopolymér etylén/vinylalkohol) obsahujúcim 44 % molových etylénu a so stupňom hydrolýzy vyšším ako 99,8 %.

Výsledný produkt sa rozložil vo vode za pomalého mechanického premiešavania, hoci menej ľahko ako produkt z príkladu 1.

Príklad 3

Proces sa uskutočnil ako v príklade 1 s tým rozdielom, že 5 % PVOH sa nahradilo s EVOH.

Výsledný produkt sa ešte rozložil vo vode za čas približne troch hodín.

Príklad 4

Príprava sa uskutočnila ako v príklade 1 s tým rozdielom, že 5 % škrobu sa nahradilo s 5 % Estane 54351 (Goodrich), kopolymér tvorený nízkomolekulámymi polykaprolaktónovými segmentmi viazanými uretánovými väzbami.

Výsledný produkt bol ešte rozložiteľný vo vode.

Príklad 5

Priebeh sa uskutočnil ako v príklade 1 s tým rozdielom, že sa použil prípravok, ktorý obsahoval 85 dielov škrobu, 5 dielov Estane 54351, 9,6 dielov vody, 0,1 dielu monoglyceridu a 0,4 dielu stearamidu. Produkt bol rozložiteľný vo vode a biologicky degradovateľný podľa Sturmovho testu za 5 dní.

Príklad 6

Priebeh sa uskutočnil ako v príklade 1 s tým rozdielom, že 40 dielov škrobu sa nahradilo zeínom. Výsledný produkt mal dobrú rozložiteľnosť vo vode.

Príklad Ί

Príprava sa uskutočnila ako v príklade 1 s tým rozdielom, že 40 dielov škrobu sa nahradilo želatínou živočíšneho pôvodu.

Produkt sa ukázal ako rozložiteľný vo vode za čas pozorovaný pre produkty z iných príkladov.

Príklad 8

Priebeh sa uskutočnil ako v príklade 1, ale škrob sa úplne nahradil pululanom. Výsledný produkt je ešte ľahšie rozložiteľný vo vode ako produkt v príklade 1.

Príklad 9 dielov pšeničného škrobu SF 20006 ex Cerestar, 3 diely acetátu škrobu so stupňom substitúcie 1,5, 5 dielov acetátu celulózy, 1,5 dielu monoacetátu glycerolu, 9,5 dielov vody, 0,1 dielu monoglyceridu a 0,3 dielu stearylalkoholu sa spracovalo ako v príklade 1. Takto získaný produkt bol dispergovateľný.

SK 281943 Β6

Príklad 10

Priebeh sa uskutočnil ako v príklade 1 s tým rozdielom, že 5 dielov vody sa nahradilo glycerolom. Obsah vody sa vetraním znížil na 7 % hmotnostných. Výsledný produkt bol veľmi pružný a extrémne dobre dispergovateľný vo vode.

Príkladll

Priebeh sa uskutočnil ako v príklade 10 s tým rozdielom, že 5 % PVOH sa nahradilo polykaprolaktónom Union Carbide 787.

Výsledný produkt bol lisovateľný a dispergovateľný vo vode.

Príklad 12 % škrobu Eurilon VII s vysokým obsahom amylózy, 5 % acetátu škrobu so stupňom substitúcie 1,5, 4 % glycerolu a 1 % diacetínu, 5,6 % vody, 0,1 % monooleátu glycerolu a 0,3 % stearátu vápenatého sa spracovalo ako v príklade 1.

Výsledný produkt bol lisovateľný s 12 sekundovým cyklom a ukázal sa rozložiteľným vo vode za menej ako 2 hodiny.

Príklad 13

Priebeh sa uskutočnil ako v príklade 1 s tým rozdielom, že sa pridalo 10 dielov celulózových vlákien a 5 dielov glycerolu. Po extrúzii produkt obsahoval 8 % hmotnostných vody. Lisovateľnosť bola dobrá, aj keď bola horšia ako pre neplnené produkty. Rozložiteľnosť vo vode bola dobrá.

Príklad 14

Produkt z príkladu 1 sa lisoval v poloprevádzkovej jednodutinovej lisovacej forme charakterizovanej 7,3 cm dlhou dutinou rúrkového tvaru s vonkajším priemerom 2,7 mm a s vnútorným priemerom, ktorý bol 1 mm na jednom konci a 0,8 mm na druhom konci, aby sa vytvorilo potrebné zúženie na vybranie z formy. Kus sa lisoval v jednodutinovej lisovacej forme bez problémov.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (15)

1. Vatová tyčinka najmä na hygienické použitie rozložiteľná vo vode a podliehajúca rýchlej biologickej degradácii pozostávajúca z paličky na koncoch obalených vatou, vyznačujúca sa tým, že palička, okolo ktorej je pripevnený absorpčný materiál, je tvorená z termoplastického materiálu z prírodných polymémych látok, ktoré sú biologicky rozložiteľné a vo vode rozpustné alebo schopné dispergovať sa vo vode, keď sú konvertované do termoplastického stavu, alebo z biologicky degradovateľných vo vode rozpustných alebo vo vode dispergovateľných syntetických polymérov.

2. Tyčinka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že palička pozostáva zo škrobu.

3. Tyčinka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že palička pozostáva z prírodných látok vybratých zo želatíny, alginátu, chitosanu, pululanu, proteínov, prírodných živíc.

4. Tyčinka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že prírodnou látkou je zmes škrobu a prírodnej látky podľa nároku 3.

5. Tyčinka podľa nároku 1, 2, 3 alebo 4, vy zničujúca sa tým, že palička je tvorená zmesou prí rodnej látky v množstve do 30 % hmotnostných a polyméru, ktorý je buď kompatibilný alebo nekompatibilný so škrobom, vybratý z polyvinylalkoholu, polyvinylacetátu s rôznym stupňom hydrolýzy, polyoxyalkylénov, polyasparaganov, polyvinylpyrolidínu, kopolymérov etylén-vinylalkohol, kopolymérov etylén-vinylacetát, acetátu celulózy, esterov škrobu, etylénakrylátových esterov alebo kopolymérov kyseliny akrylovej, alifatických polyesterov, polymočovín, alifatických polyuretánov, kopolymérov polyester-polyuretán, kopolymérov polyester-polyuretán-polymočovina, kopolymérov polyester/polyéter.

6. Tyčinka podľa nároku 5, vyznačujúca sa t ý m , že alifatický polyester je vybratý z polykaprolaktónu, polyester-uretánov, kopolymérov polyester/polyéter.

7. Tyčinka podľa nároku 1, vyznačujúca sa t ý m , že syntetický polymér je vybratý zo skupiny pozostávajúcej z polyvinylalkoholu, polyvinylpyrolidínu, polyasparaganu.

8. Tyčinka podľa hociktorého s predchádzajúcich nárokov, vyznačujúca sa tým, že prírodná látka alebo syntetický polymér je v zmesi s plnivami rastlinného pôvodu alebo minerálneho pôvodu.

9. Tyčinka podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúca sa tým, že absorpčný materiál ovinutý okolo jedného alebo oboch koncov tyčinky je bavlnená vata.

10. Spôsob výroby tyčiniek podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž 9, vyznačujúci sa tým, že prírodná polyméma látka sa spracuje na termoplastickú pomocou extrúzneho procesu vo vyhrievanom extrudéri alebo v zariadeniach, ktoré môžu zabezpečiť teplotné podmienky a podmienky strihového napätia, ktoré sú dostatočné na konvertovanie prírodnej látky na termoplastickú látku, pri pracovných teplotách zahrnutých v rozsahu od 80 °C do 210 °C, v prítomnosti vody a/alebo zvláčňovadla, v množstvách do 25 % hmotnostných, ako celkové množstvo vody a zvláčňovadla.

11. Spôsob výroby podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že ako zvláčňovadlo sa použije polyol s 1 až 20 rekurentnými hydroxylovanými jednotkami, z ktorých každá obsahuje od 2 do 6 uhlíkových atómov, alebo je vybraté z derivátov tohto polyolu, zahŕňajúc étery, tioétery, organické a anorganické estery, acetáty a aminoderiváty alebo reakčné produkty polyolov s predlžovačmi reťazca a polyolové oxidačné produkty obsahujúce najmenej jednu aldehydovú alebo karboxylovú skupinu.

12. Spôsob výroby podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že v procese sa použije lubrikant.

13. Spôsob podľa nároku 11, vyznačujúci sa t ý m , že zvláčňovadlo je vybraté z glycerolu, diacetínu, etylénglykolu alebo propylénglykolu, sorbitolu, etoxylovaného sorbitolu, acetátu sorbitolu.

14. Spôsob podľa hociktorého z predchádzajúcich nárokov 10 až 13, vyznačujúci sa tým, že termoplastická tyčinka sa tvaruje vstrekovacím lisovaním s použitím výrobných cyklov kratších ako 15 sekúnd.

15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa t ý m , že tyčinka sa lisuje vo forme pevného cylindrického tvaru alebo rúrkovitého tvaru s vnútorným zúžením, s polygonálnym alebo lalokovým prierezom.