MX2011010163A - Aditivos de fusion de polipropileno hidrofilico. - Google Patents

Abstract

Se describen los tensioactivos jónicos y no iónicos aditivos de fusión, para impartir hidrofilicidad duradera estable a los polímeros termoplásticos o mezclas de los mismos.

Description

ADITIVOS DE FUSION DE POLIPROPILENO HIDROFILICO Antecedentes de la Invención Los polímeros termoplásticos son ampliamente utilizados para crear una variedad de productos, incluyendo películas sopladas y en cascada, láminas extruidas, espumas, fibras y productos elaborados a partir de los mismos, telas tejidas y tejidas por puntos, y redes fibrosas no tejidas. Muchos polímeros termoplásticos utilizados en estos productos, tales como polipropileno, son inherentemente hidrofóbicos , y existen un número de usos para los polímeros termoplásticos donde su naturaleza hidrofóbica limita ya sea su uso o bien requiere cierto esfuerzo para modificar la superficie de los artículos conformados, elaborados a partir de los mismos. Por ejemplo, las poliolefinas son utilizadas en la fabricación de redes no tejidas (que son empleadas en la construcción de artículos absorbentes tales como pañales, productos para la higiene femenina, y productos de incontinencia personal) y el uso de tales redes no tejidas es limitado debido a su naturaleza hidrofóbica. Las poliolefinas son particularmente deseables para estas aplicaciones, debido a que éstas son de menor costo y proporcionan una "sensación al tacto" tersa (por ejemplo, una sensación suave a la red no tejida) debido a la temperatura de transición vitrea relativamente baja.

REF.224042 Los métodos de recubrimiento para proporcionar una superficie hidrofílica son conocidos, pero también tienen ciertas limitaciones. El paso extra requerido en la preparación del recubrimiento es costoso, consume tiempo y requiere también equipo especializado. Muchos de los solventes utilizados para el recubrimiento son líquidos flamables o tienen límites de exposición que requieren instalaciones de producción especiales. Cuando son recubiertos a partir de soluciones acuosas, el agua debe ser subsecuentemente eliminada en un horno, lo cual también consume energía y es costoso, ya que el agua tiene un alto calor de vaporización, provocando que las velocidades de la línea sean lentas. Además, la cantidad de cualquier tensioactivo utilizado para proporcionar la superficie hidrofílica es limitada por la solubilidad en el solvente de recubrimiento, la cantidad del recubrimiento aplicado, y los problemas potenciales de formación de espuma.

Los documentos O 92/18569 y WO 95/01396 (Sargent et al.) describen los aditivos fluoroquímicos para el uso en la extrusión de polímeros termoplásticos para preparar películas y fibras con propiedades anti-humectación (repelente) y antiestática.

La adición de uno o más tensioactivos a los fundidos de los polímeros termoplásticos para impartir hidrofobicidad a la superficie y al volumen de la fibra, es también conocida. Las patentes de los Estados Unidos Nos. 4,857,251 y 4,920,168 (Nohr et al.) describen un método de formación de fibras mediante extrusión por fusión de una composición termoplástica segregable superficialmente, que comprende un polímero termoplastico y un aditivo que contiene siloxano que tiene ciertas porciones.

Los grupos fluoroquímicos y/o que contienen flúor son también conocidos como impartidores de hidrofilicidad a las fibras. Ver por ejemplo la Patente de los Estados Unidos No. 5,804,625 (Temperante et al.); Patente Europea No. 0516271 (Gardiner) ; Patentes de los Estados Unidos. Nos. 5,244,951 y 5,300,357 (Gardiner) y Patente de los Estados Unidos No. 7,230,043 (Klun) .

Han sido también descritos otros aditivos. La Patente de los Estados Unidos No. 4,189,420 (Sugimoto) describe los agentes de humectación superficial seleccionados de éteres alquílicos de polioxietileno, ésteres de ácido graso de polioxietileno, ésteres de ácido graso de sorbitán, dialquilsulfosuccinato de sodio, mono- y diglicéridos , así como ésteres de ácidos grasos de poliglicerol . La patente de los Estados Unidos No. 5,087,520 (Suzuki et al.) describe las fibras que comprenden una poliolefina o poliéster que tiene una mezcla de una dietanolamida de ácido graso, una silicona modificada con poliéter, un éster de ácido graso de sorbitán y una sal metálica de alquilsulfonato .

Ciertas clases de hidrocarburos, silicona y tensioactivos fluoroquímicos han sido cada uno descritos como útiles para impartir hidrofilicidad a los polímeros. Estos tensioactivos típicamente son puestos en contacto con el polímero termoplástico en una de dos formas: (1) mediante aplicación tópica, por ejemplo, aspersión o relleno o formación de espuma, de los tensioactivos a partir de la solución acuosa a las redes no tejidas extruidas, o a la fibra, seguido por secado, o (2) mediante incorporación del tensioactivo dentro de la poliolefina fundida antes de la extrusión de la red. La última es más preferible pero es difícil de encontrar un tensioactivo que de manera confiable se resudara o lixiviará hacia la superficie de la fibra o la película en una cantidad suficiente para impartir hidrofilicidad, y luego permanecerá adecuadamente orientada en la superficie para asegurar una hidrofilicidad duradera. Como se describió previamente, las redes hechas hidrofílicas por aplicación tópica de un tensioactivo sufren de muchos inconvenientes. Algunas construcciones de red son reportadas como poseedoras de hidrofilicidad disminuida después de un contacto simple con el medio acuoso.

Las desventajas a la aplicación tópica de un tensioactivo para impartir hidrofilicidad, tal como se describió anteriormente, pueden incluir la irritación a la piel a partir del tensioactivo mismo, la superficie no uniforme y la hidrofilicidad aparente. La incorporación de uno o más tensioactivos dentro del polímero termoplástico como un aditivo de fusión alivia los problemas asociados con la aplicación tópica y además puede proporcionar una "sensación al tacto" más tersa a la tela o a la red no tejida dentro de la cual ésta es incorporada.

Sigue existiendo una necesidad para obtener humectabilidad duradera de las redes no tejidas fibrosas de poliolefina (por ejemplo de polipropileno) utilizando tensioactivos aditivos de fusión que son no tóxicos y preservan o mejoran la "sensación al tacto" de la tela.

Breve Descripción de la Invención La presente invención está dirigida a una composición, a un artículo y a un método para elaborar una composición hidrofílica duradera, y preferentemente biocompatible . Las composiciones incorporan tensioactivos iónicos particulares y tensioactivos no iónicos en combinación como aditivos de fusión para impartir la hidrofilicidad estable y duradera a los polímeros termoplásticos . Las composiciones pueden ser procesables en forma fundida y pueden tener utilidad en una variedad de aplicaciones de seguridad de alimentos, aplicaciones médicas, para el cuidado personal y purificación de agua, y aplicaciones de filtración de aire y de líquidos. De manera importante, las composiciones pueden ser fabricadas a un menor costo sin comprometer las propiedades físicas de la poliolefina (por ejemplo, resistencia a la tracción, alargamiento, etc.), permitiendo su uso con productos fibrosos desechables de bajo costo. Las redes elaboradas con las composiciones de fibra descritas en la presente permanecen hidrofílicas y absorbentes de agua después del contacto repetido ("ataque") con agua, por ejemplo, saturación con agua, empapado y permitir el secado.

Los artículos elaborados con la composición hidrofílica duradera pueden comprender artículos poliméricos moldeados, láminas poliméricas, fibras poliméricas, redes tejidas, redes no tejidas, membranas porosas, espumas poliméricas, así como composiciones en capas tales como laminados térmicos o adhesivos, y combinaciones de los mismos, elaborados, de las composiciones descritas anteriormente. Tales artículos abarcan artículos desechables y reutilizables . Los ejemplos de artículos útiles de esta descripción son materiales de contacto con heridas elaborados de una película, espuma y/o red tejida o no tejida que comprende la composición hidrofílica duradera; y cortinas quirúrgicas o batas quirúrgicas, así como artículos para la higiene personal tales como pañales, toallas femeninas y similares, elaboradas de la composición hidrofílica durable.

El método de la presente descripción comprende la provisión de polímeros termoplásticos y los tensioactivos como se describen en la presente, y mezclando estos materiales de manera suficiente para producir una composición hidrofílica duradera, biocompatible .

En un aspecto, la composición polimérica es procesable en forma fundida, tal que la composición polimérica es capaz de ser extruida. La composición procesable en forma fundida del polímero termoplástico y los tensioactivos muestran hidrofilicidad duradera.

En otro aspecto más, la composición polimérica es soluble en solvente o dispersable en solvente, y la composición puede ser vaciada con solvente, hilada con solvente para formar fibras o películas, o espumas.

Para los siguientes términos definidos, , estas definiciones serán aplicadas, a no ser que se dé una definición diferente en las reivindicaciones o en otro sitio en la especificación.

El término "biocompatible" significa que la composición no produce respuesta tóxica, dañina o inmunitaria en o sobre el te ido viviente cuando está en contacto con el tejido. Los métodos de prueba utilizados incluyen ASTM F719 para aplicaciones donde las composiciones hacen contacto con el tejido (tal como la piel, heridas o tejidos mucosales incluyendo en un orificio tales como el esófago o la uretra) y ASTM F763 para aplicaciones donde las composiciones son implantadas en el tejido.

El término "hidrofilicidad duradera o durable, estable " o "durablemente hidrofílico" significa que la composición, típicamente en forma de fibra o de tela, permanece absorbente de agua cuando es envejecida al menos 30 días a 23 °C, y preferentemente al menos 40 días a 23 °C.

El término "poliolefina" como se utiliza en la presente, significa un polímero producido a partir de una olefina simple (también denominada un alqueno) como un monómero. Un término equivalente es el polialqueno. Por ejemplo, el polietileno es la poliolefina producida mediante la polimerización del etileno de olefina. Las poliolefinas como se utilizan en la presente, también incluyen copólímeros de monómeros olefínicos con monómeros no olefínicos. Las poliolefinas también incluyen polialfaolefinas .

Las palabras "preferido" y "preferentemente" se refieren a modalidades de la invención que pueden proporcionar ciertos beneficios, bajo ciertas circunstancias. No obstante, otras modalidades pueden ser también preferidas, bajo las mismas o bajo otras, circunstancias. Además, la indicación de una o más modalidades preferidas no implica que otras modalidades no sean útiles, y no se pretende que excluyan otras modalidades del alcance de la invención.

La indicación de los intervalos numéricos por puntos finales incluye todos los números que se encuentren dentro de ese intervalo (por ejemplo, 1 a 5 incluye 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.8, 4, y 5) . Como se utiliza en la presente, "un", "uno", "una", "el", "la", "al menos uno" y "uno o más" son Utilizados de manera intercambiable. El término "y/o" (si se utiliza) significa uno o todos los elementos y/o características identificadas, o una combinación de cualesquiera dos o más de los elementos y/o características identificadas .

El término "y/o" significa uno o todos los elementos o las características listadas, o una combinación de cualesquiera dos o más de los elementos o características listados .

La breve descripción anterior no está destinada a describir cada modalidad o cada implementación de la presente invención. Más bien, un entendimiento más completo de la invención se volverá aparente y será apreciado por referencia a la siguiente descripción detallada de las modalidades ejemplares y las reivindicaciones.

Breve Descripción de las Figuras La invención será adicionalmente explicada con referencia a las figuras listadas enseguida, donde la estructura similar es referida por números similares a todo lo largo de las diversas vistas.

La figura 1 es una gráfica que muestra los datos para la energía superficial aparente de una composición no te ida ejemplar como se describe en la presente.

La figura 2 es una gráfica que muestra los datos para la energía superficial aparente de otra composición no tejida, ejemplar, como se describe en la presente.

La figura 3 es una gráfica que muestra los datos para la energía superficial aparente de otra composición no tejida, ejemplar, como se describe en la presente.

La figura 4 es una gráfica que muestra los datos para la energía superficial aparente de otra composición no tejida, ejemplar, como se describe en la presente.

Descripción Detallada de la Invención La presente invención describe el uso de tensioac ivos iónicos y no-iónicos, aditivos de fusión para impartir hidrofilicidad duradera y estable a los polímeros termoplásticos o las mezclas de los mismos. Los polímeros termoplásticos preferidos son poliolefinas , incluyendo polietileno, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, polietileno de metaloceno, mezclas y copolímeros de los mismos. En forma de fibra, las fibras de poliolefina pueden ser mezcladas con otras fibras termoplásticas (por ejemplo poliéster, nailon, acrílico, poliuretano, y similares) y fibras no termoplásticas (incluyendo fibras naturales tales como algodón, pulpa de madera, rayón, yute, henequén y similares) . Las composiciones descritas en la presente son particularmente útiles para elaborar cortinas laminadas no tejidas/de película, absorbentes, hidrofílicas , utilizadas en cirugía, así como materiales absorbentes para el cuidado personal tales como almohadillas de toallas femeninas, pañales, almohadillas de incontinencia, y similares.

La hidrofilicidad, o la falta de la misma, puede ser medida en una variedad de formas. Por ejemplo, cuando el agua hace contacto con una red no tejida porosa que es hidrofóbica o ha perdido su hidrofilicidad, el agua no fluye, o fluye de manera indeseablemente lenta, a través de la red. De manera importante, las fibras y las redes formadas con las composiciones descritas en la presente muestran excelente hidrofilicidad (absorbencia de agua) . Es decir, éstas permanecen hidrofílicas después de la maduración o el enve ecimiento en un alojamiento limpio pero poroso tal como una bolsa de poli/Tyvek por más de 30 días a 23 °C (o menos para ciertas aplicaciones) y preferentemente más de 40 días. Las composiciones más preferidas permanecen estables durablemente hidrofílicas (absorbentes de agua) después de más de 10 días a 45 °C, preferentemente más de 30 días a 45 °C, y lo más preferentemente más de 40 días a 45 °C, cuando se prueban de acuerdo a los métodos descritos en los ejemplos. Las fibras preferidas son instantáneamente humectables y absorbentes, y son capaces de absorber agua a velocidades iniciales muy altas.

En un aspecto, la composición termoplástica , hidrofílica, duradera, es proporcionada comprendiendo al menos un polímero termoplástico, (por ejemplo, polipropileno, polietileno, y similares, así como mezclas y copolímeros de los mismos) ; uno o más tensioactivos iónicos seleccionados del grupo que consiste de sulfato, sulfonato, sultaína, tensioactivos que contienen grupo fosfato y combinaciones de los mismos, y uno o más tensioactivos no iónicos seleccionados del grupo que consiste de: (i) al menos un tensioactivo que contiene grupo polioxietileno, no fluorado, no iónico, que contiene entre 5 y 80 por ciento en peso; (ii) al menos un tensioactivo fluoroquímico no iónico; y (iii) combinaciones de (i), (ii) y (iii).. La composición entonces puede ser extruida en forma fundida para formar una película o fibra. La mezcla de uno o varios tensioactivos está presente en la película o en la fibra en una cantidad suficiente para impartir hidrofilicidad duradera a la película o a la fibra en su superficie.

En otro aspecto más, las películas hidrofílicas duraderas, las telas hidrofílicas duraderas, y las redes construidas a partir de dichas fibras, son también proporcionadas. Son también descritos los artículos elaborados de telas hidrofílicas duraderas y las redes que incluyen cortinas médicas, apositos para heridas, batas médicas, delantales, medios de filtro, trapos industriales y productos para el cuidado personal, cuidado doméstico tales como pañales, toallas faciales, telas faciales, telas húmedas, telas secas, artículos absorbentes desechables y prendas de vestir tales como pañales infantiles o calzones de entrenamiento, productos de incontinencia para adultos, productos para la higiene . femenina tales - como toallas sanitarias y protectores de pantaletas y similares.

Las películas anti-empañamiento son posibles cuando son utilizados polímeros termoplásticos transparentes. Las películas anti-empañamiento pueden ser utilizadas en envasado de alimentos, para anteojos de seguridad y similares. Tales películas pueden ser utilizadas solas o laminadas a otros sustratos, incluyendo sustratos ópticamente claros.

En otro aspecto adicional, los artículos absorbentes de líquidos acuosos, de capas múltiples, comprenden una lámina de revestimiento acoplada a la fibra (película no porosa) impermeable a los medios acuosos. Por ejemplo, de manera importante, algunas cortinas quirúrgicas son laminados de película/no tejidos que son impermeables a los líquidos para prevenir que el líquido que es absorbido dentro de la lámina superior fibrosa se absorba a través de la superficie de la piel donde ésta podría ser contaminada con bacterias presentes sobre la piel. En otras modalidades, la construcción puede comprender además un medio acuoso permeable, y opcionalmente una lámina superior sorbente, y una capa absorbente de líquido, acuosa (por ejemplo, hidrofílica) construida de la red descrita anteriormente o la tela yuxtapuesta entre éstas, útil en la construcción, por ejemplo, de pañales desechables, trapos o toallas, toallas sanitarias y almohadillas de incontinencia.

Las composiciones de. esta invención son "relativamente homogéneas". Es decir, éstas pueden ser producidas mediante extrusión por fusión con buen mezclado y al tiempo de la extrusión podrían ser relativamente homogéneas en concentración de aditivos tales como tensioactivos a todo lo largo de la fibra, ya sea de manera longitudinal y radialmente. Obviamente, las diferencias longitudinales pueden ocurrir debido a la variación de la concentración de cualquiera de los aditivos. Se reconoce, no obstante, que con el tiempo y/o con el tratamiento térmico el o los tensioactivos pueden migrar para volverse más altos o más bajos en concentración en ciertos puntos tales como la superficie de la fibra. Los tensioactivos utilizados en esta invención pueden ser empleados en la capa de funda de las fibras de núcleo y funda o únicamente en ciertas capas de los. laminados película-película y película-tela . De manera importante, los tensioactivos son encontrados a todo lo largo de la capa en la cual éstos están presentes.

En otro aspecto más, un método de preparación de fibras hidrofílicas duraderas a partir de una mezcla o unión de polímero termoplástico, al menos un tensioactivo iónico y al menos un tensioactivo no iónico, es proporcionado como se describe adicionalmente en la presente. El fundido de la mezcla es procesado o conformado, por ejemplo, mediante extrusión o moldeo para producir fibras con los tensioactivos disueltos o dispersos dentro de la. fibra y al menos parcialmente presentes en las superficies de la fibra, para hacer a esas superficies durablemente hidrofílicas . Debido a • que algunos tensioactivos demuestran sensibilidad térmica, las temperaturas de procesamiento en el extrusor son preferentemente mantenidas por debajo de aproximadamente 300 °C, y más preferentemente por debajo de aproximadamente 250 °C, donde esos tensioactivos son expuestos a tales temperaturas dada la técnica de procesamiento particular.

La hidrofilicidad duradera es lograda sin requerir operaciones químicas de acabado post-fibra, por ejemplo, la aplicación de tensioactivo adicional, debido a que la fibra es durablemente hidrofílica en su estado extruido, no obstante, el calentamiento de la red después de la extrusión puede ayudar a resudar el tensioactivo hacia la superficie y mejorar la hidrofilicidad. Esto es realizado a temperaturas en o por arriba de la temperatura de transición vitrea del termoplástico, y es típicamente menor de 120 °C, y más preferentemente menor de 100 °C. La resudación no ocurre para todos los tensioactivos, y con algunos tensioactivos, el calentamiento de la red post-extrusión debe ser evitado para reducir al mínimo la posible degradación de las propiedades hidrofílicas .

La hidrofilicidad impartida a la fibra es llevada a cabo utilizando al menos un tensioactivo iónico aditivo de fusión y al menos un tensioactivo no iónico aditivo de fusión. Estos son preferentemente combinados en proporciones específicas como se discute más adelante. Los tensioactivos son convenientemente compuestos con el polímero en una composición concentrada, que es mezclada con el polímero virgen en la tolva o en otro sitio a lo largo del extrusor, siempre y cuando el mezclado sea logrado para hacer a una mezcla sustancialmente uniforme. Alternativamente, los tensioactivos combinados pueden ser agregados dentro del extrusor directamente (sin precomposición) , por ejemplo, utilizando una bomba de desplazamiento positivo o un alimentador de pérdida de peso.

Las composiciones preferidas de la invención reclamada están libres de glicéridos. Como se utilizan en la presente los "glicéridos" significan los esteres de acilo de glicerina, incluyendo mono-, di- y triglicéridos , así como mezclas de los mismos. Para los glicéridos que tienen más de un grupo acilo, los grupos acilo pueden ser de longitudes de cadena diferentes (por ejemplo, los glicéridos mixtos descritos en la patente de los Estados Unidos No. 4,189,420 (Sugimoto et al.)).

Las composiciones preferidas de esta invención incluyen una composición relativamente homogénea que comprende al menos un polímero termoplástico, que es preferentemente poliolefina, y aún más preferentemente, polipropileno o polietileno. La poliolefina termoplástica está preferentemente esencialmente libre de tensioactivos perfluorados cuando se forma mediante extrusión por fusión. En ciertas modalidades, las composiciones incluyen preferentemente una cantidad mej oradora de un segundo polímero de poliolefina, de aquí en adelante denominado como una "poliolefina de mejoramiento hidrofílico" . La poliolefina de mejoramiento hidrofílico es típicamente derivada de monómeros que tienen al menos cuatro hidrocarburos y en general tiene un peso molecular menor que aquel del polímero de poliolefina termoplástico. La poliolefina mejoradora hidrofílica preferida es una polialfaolefina y más particularmente, polibutileno .

Las composiciones preferidas de esta invención también comprenden al menos un tensioactivo iónico en una cantidad de 0.25 a 8 por ciento en peso, con base en el peso total de la composición, más preferentemente una cantidad de 0.5 a 4 por ciento en peso, con base en el peso total dé la composición, y aún más preferentemente una cantidad de 0.75 a 2 por ciento en peso de la composición. También está presente al menos un tensioactivo no iónico, presente en composiciones preferidas en una concentración de 0.25 a 8 por ciento en peso, con base en el peso total de la composición, y más preferentemente en una cantidad de 0.5 a 4 por ciento con base en el peso total de la composición, y aún más preferentemente una cantidad de 0.75 a 2 por ciento en peso con base en el peso total de la composición. La proporción del tensioactivo iónico y no iónico es importante para lograr la humectación y la hidrofilicidad duradera. Preferentemente, la proporción del tensioactivo iónico al tensioactivo no iónico es de 1:5 a 5:1 partes en peso y más preferentemente 1:4 a 4:1 partes en peso.

Los tensioactivos iónicos adecuados incluyen grupos hidrofílicos funcionales de sulfato, sulfonato, sultaína, fosfato y combinaciones de los mismos. Como se utiliza en la presente, un "tensioactivo" iónico se entiende que significa una molécula de tensioactivo que tiene al menos un grupo funcional hidrofílico (por ejemplo los grupos sulfato, sulfonato, sultaína, y fosfato) y al menos un grupo hidrofóbico tal como un grupo alquilo alquileno, aralquilo o alcarilo que tiene en general de 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono (como una longitud promedio de cadena de carbonos) . Los ejemplos incluyen la sal sódica del octadecilsulfato, sales de sulfonato de parafina, sales de sulfonato de alcano de cadena ramificada, sal de sodio de-dioctilsulfosuccinato, sulfonato de dodecilbenceno , fosfato de laurilo, fosfato de Ceteth-10 PPG-5, y similares.

Los tensioactivos no iónicos adecuados incluyen los tensioactivos que contiene grupos polioxietilerio, no fluorados, no iónicos, y los tensioactivos fluoroquímicos y no iónicos, y combinaciones de los mismos. Los tensioactivos no fluorados, no iónicos tienen de 1 a 100 moles de óxido de etileno por mol de hidrófobo, y tienen al menos un grupo hidrofóbico tal como un grupo alquilo, alquileno, aralquilo o alcarilo, que tiene en general de 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono. Los tensioactivos no fluorados no iónicos preferidos tienen de 1 a 20 moles de óxido de etileno por mol de hidrófobo, y más preferentemente de 1 a 10 moles de óxido de etileno por mol de hidrófobo. Típicamente, la cadena de óxido de alquileno es conectada al hidrófobo a través de un enlace éter o éster. Preferentemente, uno o más tensioactivos que contienen grupo polioxietileno, no fluorados, no iónicos contienen entre 5 y 80 por ciento en peso de polioxietileno, más preferentemente 10 y 60 por ciento en peso de polioxietileno. Los ejemplos incluyen steareth-2, steareth-10, beheneth-5, etoxilato de eicosanol que tienen de 1 a 5 moles de óxido de etileno, así como ásteres tales como diestearato de PEG 400, diestearato de PEG 1000, monolaurato de PEG 600, y similares.

Los tensioactivos fluorados no iónicos, adecuados, incluyen tensioactivos que tienen grupos perfluoroalquilo que tienen al menos 4 átomos de carbono, y un grupo hidrofílico no iónico adecuado tales como los polioxialquilatos , y aquellos descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,804,625 y 7,230,043. Es reconocido por aquellos expertos en la técnica que los etoxilatos son a menudo una distribución de niveles de etoxilación. De este modo, el porcentaje en peso de óxido de etileno o el número dé moles de óxido de etileno discutido en la presente, son valores promedio. Los valores de porcentaje en peso son entendidos como valores promedio en peso. Los valores que expresan las moles de óxido de etileno por mol de alcanol o ácido alcanoico son valores promedio en número.

Las construcciones de tela porosa preferidas de las fibras descritas en la presente, producidas como telas tejidas por puntos, materiales tejidos y no tejidos, tienen energía superficiales aparentes mayores de 60 dinas/cm, y preferentemente mayores de 70 dinas/cm cuando son probadas por la Prueba de Energía Superficial Aparente descrita en los ejemplos. Los materiales de tela porosa preferidos elaborados a partir de las fibras hidrofílicas durables descritas en la presente se humectan con agua, y de este modo tienen una energía superficial aparente mayor de 72 dinas/cm (tensión superficial del agua pura) . Los materiales más preferidos instantáneamente absorben agua y permanecen absorbentes del agua después del envejecimiento por 10 días a cualquiera de 5°C, 23°C y 45°C. Absorción "instantánea" significa una gota de 100 µ? de agua que es suavemente colocada (no goteada) sobre la tela, y que no forma una gotita discreta sobre la superficie de la tela, pero es absorbida dentro de los poros.

Las construcciones de película preferidas de la presente invención son humectables por fluidos acuosos y tienen un ángulo de contacto con agua desionizada de menos de 40 grados, preferentemente de menos de 30 grados, y lo más preferentemente de menos de 20 grados cuando se mide utilizando un Medidor de Ángulo de Contacto Tantee (Shaumburg, IL) que se describe como la técnica de medio ángulo en la Patente de los Estados Unidos No. 5,268,733.

La presente invención también describe un método para la elaboración de una composición polimérica hidrofílica, relativamente homogénea, que comprende al menos un tensioactivo iónico en una cantidad de al menos 0.25, preferentemente al menos 0.5%, aún más preferentemente al menos 0.75% en peso, y lo más preferentemente al menos 1.0% en peso, con el fin de obtener suficiente hidrofilicidad y durabilidad. El o los tensioactivos iónicos están preferentemente presentes en una concentración no mayor de 8% en peso, preferentemente no mayor de 6% en peso, aún más preferentemente no mayor de 4% en peso, y lo más preferentemente no mayor de 2% en peso, con el fin de prevenir la degradación innecesaria en las propiedades físicas, evitando la formación de espuma cuando es atacada con fluidos acuosos, y para prevenir fallas de unión en los productos laminados. Las composiciones de la presente invención también incluyen al menos un tensioactivo no iónico en una concentración de al menos 0.25%, preferentemente al menos 0.5%, aún más preferentemente al menos 0.75% en peso, y lo más preferentemente al menos 1% en peso, con el fin de obtener una hidrofilicidad y durabilidad suficientes.

El tensioactivo iónico y el tensioactivo no iónico pueden ser utilizados en las composiciones finales mediante mezclado en un proceso de fusión con un polímero, y formando una película, una fibra o una espuma. Estas composiciones pueden también ser elaboradas, no obstante, primeramente mediante la elaboración de un concentrado o "lote maestro" que contiene uno o ambos tensioactivos , a concentraciones mucho más altas. Este o estos concentrados pueden ser utilizados para elaborar las composiciones finales mediante mezclado del concentrado con el polímero adicional, y formando una película, fibra o espuma. En algunos casos, el método puede también incluir el post-calentamiento de la red a una temperatura mayor de 50°C. Mientras que no se prefiere, en algunos casos puede ser deseable agregar tensioactivo adicional utilizando un método de recubrimiento a la superficie de la tela o la película formada a partir de las composiciones descritas en la presente.

POLIMEROS DE POLIOLEFINA Las poliolefinas son polímeros útiles en las composiciones descritas en la presente. Los ejemplos incluyen polietileno; copolímeros de etileno con olefinas de cadena más larga; polipropileno; poli ( 1-buteno) ; poli(3-metilbuteno) ; poli (4 -met ilpenteno) ; y copolímeros de etileno con propileno, 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno, 4-metil-l-penteno, y 1-octadeceno, incluyendo poliolefinas de cadena lineal y ramificada, y las denominadas poliolefinas de metaloceno .

Las poliolefinas como se utilizan en la presente, también incluyen copolímeros de monómeros olefínicos, comonómeros no olefínicos. Los monómeros representativos que son copolimerizables con las olefinas incluyen: monómeros de éster de vinilo tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, cloroacetato de vinilo, y cloropropionato de vinilo; monómeros de ácido acrílico y alfa-alquil-acrílico, y sus ésteres de alquilo; amidas y nitrilos tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido etacrílico, acrilato de metilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, ?,?-dimetilacrilamida, metacrilamida , y acrilonitrilo ; monómeros de vinil-arilo tales como estireno, o-metoxiestireno, p-metoxiestireno, y vinilnaftaleno; monómeros de haluro de vinilo y vinilideno tales como cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, y bromuro de vinilideno; monómeros de éster alquílico de ácido maleico y ácido fumárico, y anhídridos de los mismos, tales como el maleato de dimetilo, maleato de dietilo, y anhídrido maleico; los monómeros de éter alquílico de vinilo tales como el éster metílico de vinilo, éter etílico de vinilo, éter isobutílico de vinilo, y éter vinílico de 2 -cloroetilo ; monómeros de vinil-piridina; monómeros de N-vinilcarbazol , y monómeros de N-vinilpirrolidina . Otras poliolefinas ejemplares incluyen polialfaolefinas .

Las poliolefinas preferidas utilizadas para producir la red no tejida o la película microporosa de la presente invención son una polialfaolefina que consiste de unidades repetidas derivadas de mono-l-olefinas (alfa olefinas) que tienen 2 a 8 átomos de carbono. Los monómeros que pueden ser empleados para producir el polímero olefínico termoplástico para el uso en esta invención incluyen etileno, propileno y 1-buteno, solo o en mezcla, o en sistemas de polimerización secuencial. Los ejemplos de polímeros termoplásticos adecuados incluyen polietileno, polipropileno copolímeros de propileno/etileno, polibutileno y mezclas de los mismos, tales como mezclas de polipropileno/polibutileno . El más preferido es el polipropileno. Los procesos para preparar estos polímeros son bien conocidos, y la invención no está limitada a un polímero elaborado con un catalizador o proceso particular.

Algunas modalidades de esta invención comprenden una mezcla de dos compuestos de polímeros que incluyen al menos un polímero termoplástico y un segundo polímero mej orador hidrofílico que son luego mezclados con los tensioactivos iónicos y no iónicos. Estas modalidades tienen modificación superficial mejorada, por ejemplo, hidrofilicidad incrementada, en comparación a las composiciones de polímeros termoplásticos con tensioactivo o mezclas de dos componentes únicamente del polímero de poliolefina termoplástico y el polímero de poliolefina mejorador hidrofílico. Los polímeros útiles como el polímero de poliolefina mejorador hidrofílico de esta invención, son aquellos polímeros (o mezclas de polímeros) que reducen la cristalinidad del polímero termoplástico. En general, un polímero mejorador hidrofílico no disminuirá la cristalinidad del polímero termoplástico si éste es incompatible con el polímero termoplástico. Mientras que no se pretende estar comprometido, por alguna teoría, se ha encontrado que tales polímeros mejoradores hidrofílicos pueden aumentar la hidrofilicidad, presumiblemente al hacer posible que más tensioactivo llegue a la superficie del artículo y/o al asegurar la orientación adecuada del tensioactivo. La reducción en el grado de cristalinidad de la mezcla polimérica puede ser determinada utilizando calorimetría de exploración diferencial (DSC) .

Para la formación de fibras el polímero de poliolefina tiene preferentemente un índice de flujo del fundido relativamente alto. Preferentemente, el índice de flujo del fundido es mayor de 15g/10min, más preferentemente mayor de 20g/10 min. , y lo más preferentemente mayor de 25 g/10 min cuando se mide de acuerdo a ASTM D 1238.

Cuando el polímero termoplástico es un homopolímero de polipropileno, (por ejemplo Escorene™ PP3505 de Exxon) , un copolímero o mezclas de los mismos, los polímeros mejoradores hidrofílicos útiles en esta invención incluyen resinas tales como polibutileno y copolímeros del mismo, por ejemplo, polibutileno PB 0200, polibutileno PB 0400, polibutileno PB 0800, polibutileno DP 8310, y polibutileno DP 8340 (todos disponibles de Basell, Wilmington, Del.); y poli (alfa) olefinas atácticas, tales como el polipropileno atáctico APAO-2180 E8 (homopolímero de polipropileno de alto peso molecular, disponible de Rexene Co . ) .

El polímero mejorador hidrofílico, tal como polibutileno PB 0400, en general es efectivo a niveles de aproximadamente al menos 2% en peso, con un nivel preferido de al menos aproximadamente 4 % en peso. El efecto de mejoramiento hidrofílico es observado a niveles aditivos de hasta 25 % en peso y superiores, no obstante, para algunos materiales esto puede impactar de manera adversa otras propiedades físicas importantes tales como la resistencia a la tracción. En la mayoría de las modalidades, el polímero mejorador hidrofílico está presente a niveles no mayores de 8 % en peso.

TENSIOACTIVOS Las composiciones de la presente invención incluyen uno o más tensioact ivos para ayudar a humectar la superficie y/o para ayudar a contactar y matar a los microorganismos. Como se utiliza en la presente el término "tensioactivo" significa un anfifilo (una molécula que posee regiones polares y no polares que están covalentemente enlazadas) capaces de reducir la tensión superficial del agua. Se entiende que el término incluye jabones, detergentes, emulsif icantes , agentes activos de superficie, y similares. Los tensioactivos deben tener al menos un grupo polar pero pueden tener más de uno. Similarmente , los tensioactivos deben tener al menos un grupo no polar pero pueden tener más de uno .

TENSIOACTIVOS IÓNICOS .

Tensioactivos Aniónicos Los tensioactivos aniónicos útiles en esta invención incluyen los tensioactivos con la siguiente estructura : R-(0)xS03~M+ Donde : R = hidrocarburo de alquilo de 7 a 30 átomos de carbono o de alquileno de 7 a 30 átomos de carbono, un alquilo perfluorado de 4 a 16 átomos de carbono que es de cadena lineal o cadena ramificada, o aralquilo de 12 a 30 átomos de carbono, y puede estar opcionalmente sustituido con 0 a 100 grupos óxido de alquileno tales como el óxido de etileno, grupos óxido de propileno o una combinación de los mismos, en arreglo aleatorio o en bloques, y puede estar además opcionalmente sustituido sobre o en la cadena de carbono con oxígeno, nitrógeno o azufre, tales como los enlaces éster o éter; X = 0 o 1; y M = cualquier sal; preferentemente las sales de metales alcalinotérreos , preferentemente Li+, K+, o Na+, o las sales de amina incluyendo las aminas terciarias y cuaternarias .

Los ejemplos de tensioactivos aniónicos incluyen los sulfonatos de alcano de 7 a 18 átomos de carbono, sulfonatos de alcano secundarios de 7 a 18 átomos de carbono, sulfonatos de alquilbenceno tales como el sulfonato de dodecilbenceno; sulfatos de alquilo de 7 a 18 átomos de carbono, sulfatós de éter de alquilo tales como el trideceth-4 sulfato de sodio, laureth-4 sulfato de sodio, laureth-8 sulfato de sodio (disponibles de Stepan Company Northfield IL) , docusato sódico (dioctilsulfosuccinato de sodio) tal como Complemix 100 disponible de Cytec, perfluorooctilsulfonato de potasio, y similares. También útiles son los tensioactivos de sultaína anfotéricos que tienen la siguiente estructura: . (R-O) 2P (O) 0~M+ o R-OP (O) (O") 2M+2 Donde R y M son como se definieron anteriormente.

Los ejemplos incluyen el fosfato de estearilo disponible como Sipostat 0018 de Specialty Industrial Products, Inc. de Spartanburg, SC, fosfato de laureth-4 y fosfato de dilaureth-4.

También útiles son los anfotéricos de sulfonato de amonio, una clase de tensioactivos anfotéricos a menudo denominados como "sultaínas" o "sulfobetaínas , " y pueden ser representados por la siguiente fórmula R3- (C (0) -NH) a- 5- + (R4) 2-R6-S03" en donde R3 , -R6 y "a" son como se describen más adelante .

R3 es un grupo alquilo de 1 a 22 átomos de carbono o alquileno.

R4 es hidrógeno o un grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono, alquileno o un grupo alarilo o aralquilo de 6 a 12 átomos de carbono. R4 es preferentemente un grupo metilo o bencilo y lo más preferentemente ambos grupos R4 son grupos metilo. Cuando R4 es hidrógeno se entiende que el tensioactivo a valores de pH más altos podría existir como una amina terciaria con un ion contrario catiónico tal como sodio, potasio, litio o un grupo amino cuaternario.

R5 y R6 son cada uno independientemente un grupo alquileno de 1 a 10 átomos de carbono que pueden ser los mismos o diferentes y pueden estar opcionalmente sustituidos con uno o más átomos de nitrógeno, oxígeno o azufre, o uno o más grupos hidroxilo o amino. a = 0 o 1.

Los ejemplos incluyen cocamidopropilhidroxisultaína (comercialmente disponible como MACKAM 50-SB de Mclntyre Group Ltd.), lauramidopropil-hidroxi-sultaína, seboamidopropil-hidroxi-sultaína , miristilamidopropil-hidroxi -sultaina y similares.

Los tensioactivos que tienen funcionalidad aniónica pueden tener un ion contrario metálico o de amonio orgánico. Ciertos tensioactivos aniónicos útiles son seleccionados del grupo que consiste de: sulfonatos y sulfatos tales como sulfatos de alquilo, sulfatos de éter de alquilo, sulfonatos de alquilo, sulfonatos de éter de . alquilo, sulfonatos de alquilbenceno, 0 sulfatos de éter de alquilbenceno, alquilsulfoacetatos , sulfonatos de alcano secundarios, alquilsulfatos secundarios, y similares. Muchos de estos pueden ser representados por las fórmulas: R7- (OCH2CH2) n (OCH (CH3) CH2) p- (Ph) al- (0CH2CH2) ra- (0) b-S03"M+ y R7-CH[S03-M+] -R8 en donde: al y b = 0 o 1; n, p, y m = 0 - 100 (preferentemente 0 - 20) ; R7 es definido como se proporciona más adelante; al menos uno de R7 o R8 es al menos de 8 átomos de carbono; R8 es un grupo alquilo de 1 a 12 átomos de carbono (un grupo lineal, ramificado o cíclico, saturado) que puede estar opcionalmente sustituido con átomos de nitrógeno, oxígeno o azufre o grupos hidroxilo, carboxilo, amida o amina; Ph = fenilo; y M es un ion contrario catiónico tal como hidrógeno, sodio, potasio, litio, amonio, o una amina terciaria protonada tal como la trietanolamina o un grupo amonio cuaternario.

En la fórmula anterior, los grupos óxido de etileno (por ejemplo, los grupos "n6" y "m3") y los grupos óxido de propileno (por ejemplo, los grupos "p2") pueden aparecer en orden inverso así como en un arreglo aleatorio, secuencial o en bloques. R7 es R (como se describió anteriormente) o puede ser un grupo alquilamida tal como R9-C (0) N (CH3) CH2GH2- así como los grupos éster tales como -0C(0)-CH2-, en donde R9 es el grupo alquilo de 8 a 22 átomos de carbono (grupo ramificado, lineal o cíclico) . Los ejemplos incluyen, pero no están limitados a: sulfonatos de éter de alquiló, tales como los sulfatos éter de laurilo incluyendo POLYSTEP B12 (n = 3-4, M = sodio) y B22 (n = 12, M = amonio) disponible de Stepan Company, Northfield, IL y metiltaurato de sodio (disponible bajo la designación comercial NIKKOL CMT30 de Nikko Chemicals Co., Tokio, Japón); sulfonatos de alcano secundarios tales como Hostapur SAS el cual es un sulfonato de alcano secundario de 14 a 17 átomos de carbono dé sodio (sulfonatos de alfa-olefina) disponibles de Clariant Corp., Charlotte, NC; esteres de metil-2-sulfoalquilo tales como el metil-2-sulfo (12 a 16 átomos de carbono) éster de sodio y el ácido 2-sulfo(12 a 16 átomos de carbono) graso disódico disponible de Stepan Company bajo la designación comercial ALPHASTEP PC-48; alquilsulfoacetatos y alquilsulfosuccinatos disponibles como laurilsulfoacetato de sodio (bajo la designación comercial LA THA OL LAL) y lauretsulfosuccinato disódico (STEPANMILD SL3) , ambos de Stepan Company; alquilsulfatos tales como laurilsulfato de amonio comercialmente disponible bajo la designación comercial STEPANOL AM de Stepan Company; dialquilsulfosuccinatos tal como el sulfosuccinato de dioctilsodio disponible como Aerosol OT de Cytec Industries.

Los tensioactivos aniónicos adecuados también incluyen fosfatos tales como fosfatos de alquilo, fosfatos de alquiléter, fosfatos de aralquilo, y fosfatos de aralquiléter . Muchos pueden ser representados por la fórmula : [R7- (Ph) a3-0 (CH2CH20) n2 (CH2CH (CH3) O) p2] q2-P (O) [0"M+] t, en donde: Ph, R7, a3 , n2 , p2 , y M son como se definieron anteriormente; r es 0-2; y q2 = 1-3; con la condición de que cuando q2 = 1 , r = 2 , y cuando q2 = 2 , r = 1 , y cuando q2 = 3, r = 0. Como se describió anteriormente, los grupos óxido de etileno (por ejemplo los grupos "n2") y los grupos óxido de propileno (por ejemplo .los grupos "p2") pueden aparecer en orden inverso así como en un arreglo aleatorio, secuencial o en bloques. Los ejemplos incluyen una mezcla de ésteres de ácido mono-, di- y tri- (alquiltetraglicoléter) -o-fosfórico en general denominados como trilaureth-4-fosfato comercialmente disponibles bajo la designación comercial HOSTAPHAT 340KL de Clariant Corp., así como el fosfato de PPG-5 ceteth 10 disponible bajo la designación comercial CRODAPHOS SG de Croda Inc., Parsipanny, NJ, y mezclas de los mismos.

Se entienden que los grupos R no polares descritos en la presente representan una longitud de cadena promedio en número. Por ejemplo, muchos tensioactivos son derivados de aceites naturales tales como aceite de coco que tiene un intervalo de longitudes de cadena de alquilo. En el Caso del aceite de coco se ha reportado que éste varía de 8 a 16 átomos de carbono con una longitud promedio en número de aproximadamente 12 a 13 átomos de carbono.

Uno o más tensioactivos pueden ser utilizados en y/o sobre las composiciones descritas en la presente, a un nivel adecuado para producir el resultado deseado. En algunas modalidades, cuando se utiliza la composición, éstos están presentes en una cantidad total de al menos 0.5 % en peso, al menos 0.75 % en peso, al menos 1.0 % en peso, o al menos 2.0 % en peso, con base en el peso total de la composición. En ciertas modalidades, en las cuales se desea una red muy hidrofílica, o .una red que puede resistir múltiples ataques con fluido acuoso, el componente tensioactivo comprende más de 2 % en peso, más de 3 % en peso, o incluso más de 5 % en peso de la composición polimérica. Para fibras de núcleo y vaina, laminados u otras estructuras donde el tensioactivo no ha sido agregado a la composición completa, los valores porcentuales dados anteriormente son el porcentaje en peso del tensioactivo en la capa o el elemento al cual ha sido agregado el o los tensioact ivos .

En otras modalidades, los tensioactivos están presentes en una cantidad total no mayor de 15 % en peso, no mayor de 10 % en peso, no mayor de 8 % en peso, o no mayor de 6 % en peso, con base en el peso total de la composición de tela, película o espuama. Para fibras de núcleo y vaina, laminados u otras estructuras donde el tensioactivo no ha sido agregado a la composición completa, los valores dados anteriormente son el porcentaje en peso del tensioactivo en la capa o el elemento al cual ha sido agregado el o los tensioactivos.

Para el procesamiento en forma fundida, los componentes tensioactivos preferidos tienen baja volatilidad y no se descomponen apreciablemente bajo las condiciones de proceso. Los tensioactivos preferidos contienen menos de 10 % en peso de agua, preferentemente menos de 5 % en peso de agua, y más preferentemente menos de 2 % en peso de agua, y aún más preferentemente menos de 1 % en peso de agua (determinado por análisis de Karl Fischer) . El contenido de humedad puede ser mantenido bajo, con el fin de prevenir la hidrólisis del polímero u otros compuestos hidrolíticamente sensibles en la composición, que ayudarán a dar cla idad a las películas o fibras extruidas .

Puede ser particularmente conveniente utilizar un tensioactivo predisuelto en un portador no volátil. El portador es típicamente térmicamente estable y puede resistir la descomposición química a temperaturas de procesamiento que pueden ser tan altas como de 150 °C, 180 °C, 200 °C o incluso tan altas como de 250 °C. En una modalidad preferida, el portador del tensioactivo es un líquido a 23 °C. Los portadores preferidos incluyen óxidos de polialquilen tales como polietilenglicol , polipropilenglicol , copolímeros aleatorios y en bloque de óxido de etileno y óxido de propileno, alcohbles polihídricos térmicamente estables tales como propilenglicol , glicerina, poliglicerina y similares. Los óxidos de polialquileno pueden ser lineales o ramificados dependiendo del poliol de inicio. Por ejemplo, el polietilenglicol iniciado utilizando etilenglicol , podría ser lineal, mientras que uno iniciado con glicerina, trimetilolpropano o pentaeritritol podría ser ramificado.

Los portadores preferidos también pueden incluir ásteres de bajo peso molecular de alcoholes polihídricos tales como triacetina, caprilato/caproato de glicerilo, tributilcitrato de acetilo, y similares. Los portadores pueden también incluir polímeros de menor peso molecular. Por ejemplo, los concentrados pueden ser elaborados en polietileno o polipropileno de más bajo peso molecular.

TENSIOACTIVOS NO IONICOS Tensioactivos no iónicos, no fluorados El o los tensioactivos de hidrocarburo no iónicos de esta invención son caracterizados por una de las siguientes fórmulas: R-PA O R-PA-R En donde cada R es como se definió anteriormente, y PA es un polialcoxilato tal como el óxido polietileno o un copolímero aleatorio o en bloque de óxido de etileno y óxido de propileno que tiene 0 a 100 moles de alcoxilato por mol de R. Preferentemente, PA es polietilenglicol. La longitud de la cadena del polietilenglicol se selecciona tal que el porcentaje en peso promedio de PEG en el tensioactivo es 5 a 60%, preferentemente 10-40%. Nótese que R puede ser conectado al grupo PA a través de un enlace éter, éster, amida o amina. El PA puede ser terminado en -OH o en un grupo R que tiene 1 a 22 átomos de carbono. Preferentemente PA es terminado en OH. Los ejemplos incluyen: etoxilatos de alquilo y alquileno BrijMR y los etoxilatos de X-nonilfenol y octilfenol TritonMR. Nótese que para los tensioactivos de bajo nivel de etoxilación, algo del alcohol inicial puede estar presente (n=0) en la composición. El alcohol inicial es incluido cuando se calcula el número promedio de unidades de óxido de etileno por mol de hidrófobo.

El o los tensioactivos de hidrocarburo no iónicos de esta invención pueden también incluir un tensioactivo de la siguiente fórmula: R R I I R— C n = n C_R I I (O— CH2CH2VOR (O— CH2CH2)«O en donde: n y m son números entre 1 y aproximadamente 100 preferentemente 1 a aproximadamente 20 y son elegidos tal que el porcentaje en peso del polioxietileno en el tensioactivo es en promedio entre 5 y 80 por ciento en peso, preferentemente 10 y 60 % en peso. Al calcular el porcentaje en peso la cantidad promedio del óxido de polietileno es determinada mediante cromatografía de gases o cromatografía de líquidos, junto con espectrometría de masa y tomada como el promedio en peso. Cada R se selecciona independientemente uno del otro, como un grupo alquilo o un grupo arilo, que puede ser sustituido o no sustituido, y que contiene de 2 a aproximadamente 20 átomos de carbono, cuya cadena de esqueleto puede ser de cadena lineal, ramificada o si es suficientemente grande, cíclica o cualquier combinación de las mismas; tal cadena de esqueleto puede incluir opcionalmente uno o más heteroátomos catenarios tales como oxígeno, azufre hexavalente, y átomos de nitrógeno trivalentes enlazados a los átomos de carbono de la cadena de esqueleto.

Los ejemplos incluyen los tensioactivos Surfynol y Dynol disponibles de Air Products, Allentown, PA.

Tensioactivos Fluoroquímicos No Iónicos El radical perfluorado que contiene tensioactivos adecuados, en esta invención, son aquellos descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,804,625 y 7,230,043 así como los tensioactivos Zonyl no iónicos disponibles de Dupont . Los tensioactivos que contienen radicales perfluorados aniónicos, tales como los tensioactivos Zonyl disponibles de Dupont, pueden ser utilizados como el tensioactivo iónico, discutido anteriormente.

Los tensioactivos fluoroquímicos no iónicos particularmente útiles incluyen los compuestos no iónicos que contienen el grupo fluoroalifático que contiene uno o más bloques de grupos polioxialquileno de solubilización en agua en sus estructuras. Una clase de tales tensioactivos es descrita en la Patente de los Estados Unidos No. 5,300,357 (Gardiner) , cuyas descripciones son incorporadas por referencia en la presente. En general, los tensioactivos fluoroquímicos útiles en la invención incluyen aquellos representados más adelante por la fórmula I .

(I) ( f-Q)n-Z en donde: Rf es grupo fluoroalifático que tiene al menos 4 átomos de carbono completamente fluorados que pueden ser de cadena lineal ramificados o, si es suficientemente grande, cíclicos o cualquier combinación de los mismos. La cadena de esqueleto en el radical fluoroalifático puede incluir uno o más heteroátomos catenarios, tales como oxígeno, azufre hexavalente, y átomos de nitrógeno no trivalentes enlazados únicamente a los átomos de carbono de la cadena de esqueleto. Los grupos fluoroalifáticos completamente fluorados son preferidos, pero el hidrógeno o los átomos de cloro pueden estar presentes como sustituyentes , con la condición de que no más de un átomo de cualquiera de ellos si está presente, lo esté por cada dos átomos de carbono. Mientras que Rf puede contener un mayor número de átomos de carbono, los compuestos donde Rf es no mayor de 20 átomos de carbono, serán preferidos, ya que radicales más grandes usualmente representan una utilización menos eficiente del flúor que lo que es posible con cadenas más cortas. Los radicales fluoroalifáticos que contienen de aproximadamente 3 a aproximadamente 12 átomos de carbono son más preferidos. En general, Rf contendrá entre aproximadamente 40 y aproximadamente 78 por ciento en peso de flúor. La porción terminal del grupo Rf contiene preferentemente al menos cuatr<? átomos de carbono completamente fluorados, por ejemplo, CF3CF2CF2CF2- , y los compuestos particularmente preferidos son aquellos en los cuales el grupo R está completamente o sustancialmente completamente fluorado, como en el caso donde Rf es un perfluoroalquilo, por ejemplo, CF3(CF2)n-. Los grupos Rf adecuados incluyen, por ejemplo, C4F9-, C3F7-, y C5Fn, CgFi7-, C6F13CH2CH2- , y C10F21-CH2CH2- .

Q en la fórmula I anterior es un grupo de enlace multivalente , en general divalente, o es un enlace covalente, que proporciona un medio para enlazar Rf con el grupo Z descrito, que es un grupo de solubilización de agua, no iónico; Q puede comprender un grupo que contiene heteroátomo, por ejemplo, un grupo tal como -S-, -O-, -C0- , -S02-, -N(R)- (donde R es átomo de hidrógeno o un grupo alquilo sustituido o no sustituido de 1 a 6 átomos de carbono, que pueden comprender un heteroátomo catenario tal como oxígeno, nitrógeno, o azufre) , -CnH2n- (n = 1 a 6) ; Q puede comprender una combinación de grupos tales que podrían dar, por ejemplo, -C0N(R)CnH2n-, -S02N(R)CnH2n-, -S03CsH4N (R) CnH2n- , - S02N(R) CnH2nO[CH2CH(CH2Cl)O] gCH2CH(CH2Cl) - (n = l a 6; g = l a 10) , -S02 (CH3)C2H40CH2CH(OH)CH2-, -S02N (C2H5) C2H4OCH2CH (OH) CH2- , -S02N(H)CH2CH(OH)CH2NHC(CH3)CH2-, - (CH2) 2S (CH2 ) 2 - , y - (CH2)4SCH(CH3) CH2-; Z en la fórmula I anterior es un grupo de solubilización en agua, no iónico, que comprende un grupo poli (oxialquileno) , (0R')X, donde R' es un grupo alquileno que tiene de 2 a aproximadamente 4 átomos de carbono, tal como -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH (CH3) CH2- , y -CH (CH3) CH (CH3) -, y x es número entre aproximadamente 2 y aproximadamente 20; Z contiene preferentemente un grupo poli (oxietileno) . Las unidades oxialquileno en el poli (oxialquileno) son las mismas, tales como en poli (oxipropileno) , o están presentes como una mezcla, tal como en una cadena lineal o ramificada de oxietileno de unidades aleatoriamente distribuidas de oxietileno y oxipropileno, por ejemplo poli (oxietileno-co-oxipropileno) , o como en los bloques de cadena lineal o ramificada de unidades de oxipropileno. La cadena de poli (oxialquileno) puede ser interrumpida por o incluir uno o más enlaces catenarios tales como donde Z incluye un grupo de de la fórmula -0-CH2-CH(0-) -CH2-0-con la condición que tales enlaces no alteren de manera sustancial el carácter de solubilización en agua de la cadena de poli (oxialquileno) . El grupo Z puede ser terminado con hidroxilo, éter de alquilo inferior, éter de alcarilo, o éter fluoroalquilo, por ejemplo, -OCH3, -OCH2CH3, -OC6H C (CH3) 2CH2C (CH3) 2CH3 , -OC6H4 (C9H19) 2 , -OC12H25, -OC1 H29/ -OC16H33, o -O-QRf (donde Q y Rf son como se describieron anteriormente) ; y n es un número de 1 a 6.

Los tensioactivos no iónicos que contienen el grupo fluoroalifático, incluyendo aquellos descritos anteriormente por la fórmula I, pueden ser preparados utilizando métodos conocidos, incluyendo aquellos métodos descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 2,915,554 (Albrecht et al . ) . La patente de Albrecht describe la preparación de los compuestos no iónicos que contienen el grupo fluoroalifático , a partir de intermediarios fluoroquímicos que contienen hidrógeno activo, tales como los alcoholes fluoroalifáticos (por ejemplo, RfC2HOH) , ácidos (por ejemplo, RfS02N (R) CH2C02H) , y sulfonamidas (por ejemplo, RfS02N(R)H) mediante reacción de los intermediarios con, por ejemplo, óxido de etileno para producir respectivamente, RfC2H4(OC2H4)nOH, RfS02N(R)CH2C02(C2H40)nH, y RfS02N(R) (C2H40)nH, donde n es un número mayor de aproximadamente 3 y R es un hidrógeno o un grupo alquilo inferior (por ejemplo, de 1 a 6 átomos de carbono) . Los compuestos análogos pueden ser preparados mediante tratamiento del intermediario con óxido de propileno. Los oligómeros fluoroalifáticos descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 3,787,351 (Olson) , y ciertos condensados fluorados de óxido de etileno-alcohol descritos en la Patente de los Estados Unidos No. 2,723,999 (Cowen et al.) , cuyas descripciones se incorporan por referencia en la presente, son también considerados útiles. Los tensioactivos no iónicos que contienen grupo fluoroalifático que contienen grupos hidrocarburo de cadena larga hidrofóbicos pueden ser preparados mediante la reacción de un epóxido fluoroalifático, tal como C8F 17S02N(CH3)C2H4OCH2-CH-CH2, \ / o con, por ejemplo, un alquilfenol o alcohol etoxilado tal como CH3C(CH3)2CH2C(CH3)2C6H4 (OC2H4) 9.5OH O Ci2H25 (OC2H4 ) 90H , respectivamente en presencia de eterato de BF3. Éstos pueden también ser preparados primeramente mediante la conversión del alquilfenol o el alcohol etoxilado a un cloruro mediante reacción con cloruro de tionilo, luego haciendo reaccionar el cloruro resultante con una sulfonamida fluoroalifática que contiene un hidrógeno activo, por ejemplo Ci8Fi S02NH (CH3) , en presencia de carbonato de sodio y yoduro de potasio.

Los ejemplos específicos de aditivos fluoroquímicos no iónicos para el uso en la invención incluyen: C3F7S02N(C2H5) (CH2CH20)xC8H17, C3F7S02N (CH3) (CH2CH20) XC8H17, C4F9S02N(C2H5) (CH2CH20)xC8H17, C4F9S02N (CH3) (CH2CH20) XC8H17, C4F9S02N (CH3) (CH2CH20) XCH [CH2CH (CH3) 2] [CH2CH (CH3) CH2CH (CH3) 2] , C4F9S02N(C2H5) (CH2CH20)xCH [CH2CH (CH3) 2] [CH2CH ( CH3 ) CH2CH ( CH3 ) 2] , C3F7S02N(CH3) (CH2CH20)xCH[CH2CH(CH3)2] [CH2CH (CH3) CH2CH (CH3) 2] , C5FiiS02N(CH3) (CH2CH20)xCH[CH2CH(CH3)2] [CH2CH (CH3) CH2CH (CH3) 2] , C5FnS02N(CH3) (CH2CH2O)xC10H21, C4F9S02N (CH3) (CH2CH20) XC6H4-C (CH3) 2-CH2-C (CH3) 3 , C5FnS02N(CH3) (CH2CH20)xC14H21C3F7S02N(CH3) (CH2CH20) XC6H4-C8H17, C4F9S02N (CH3) CH2CH (OH) CH20 (CH2CH20) XC6H4C (CH3) 2-CH2-C (CH3) 3 , C4F9S02N (CH3) CH2CH (OH) CH20 (CH2CH20) XCH [CH2CH (CH3) 2] [CH2CH (GH3) CH2 CH(CH3)2], y C4F9S02N(CH3) (CH2CH20)XC(0) -CnH23, en donde x para cada uno de los anteriores compuestos es 8 a 15.

Los compuestos de la fórmula I proporcionan hidrofilicidad duradera a la composición polimérica, y de manera ventajosa son en general más térmicamente estables que otros aditivos poliméricos, incluyendo los compuestos homólogos que tienen grupos perfluoroalquilo más largos (por ejemplo. CBFi7-). Mientras que no se desea estar comprometido por alguna teoría, se cree que los compuestos como aquellos de la fórmula I, pero que tienen grupos Rf más cortos, son en general menos térmicamente estables que aquellos que tienen grupos Rf como se definió. Además, se ha descubierto que los compuestos de la fórmula I, que tienen grupos fluoroalquilo de 3 a 5 átomos de carbono, proporcionan funcionamiento comparable a o mejor que aquellos que tienen grupos fluoroalquilo más largos, por ejemplo, los grupos perfluorooctilo. Como se describe posteriormente en la presente, los grupos perfluoroalquilo de 3 a 5 átomos de carbono son de más bajo costo y son ambientalmente favorables .

COMPONENTES OPCIONALES Otros componentes opcionales pueden ser incluidos en las composiciones descritas en la presente.

Un componente antimicrobiano puede ser agregado para impartir actividad antimicrobiana a las composiciones. El componente antimicrobiano es aquel componente de la composición que proporciona al menos parte de la actividad antimicrobiana, por ejemplo, éste tiene al menos cierta actividad antimicrobiana para al menos un microorganismo. Éste está preferentemente presente en una cantidad suficientemente grande para ser lixiviado de la composición y matar las bacterias . Éste puede ser también biodegradable y/o ser elaborado o derivado a partir de recursos renovables tales como plantas o productos vegetales . Los componentes antimicrobianos biodegradables pueden incluir al menos un enlace funcional tal como un enlace éster o amida que puede ser hidrolíticamente o enzimáticamente degradado.

Los ejemplos de componentes antimicrobianos adecuados para el uso en la presente invención incluyen aquellos descritos en la Solicitud co-pendiente de los Solicitantes, Solicitud de Patente de los Estados Unidos Publicación No. 2008-0142023-A1, e incorporada por referencia en la presente en su totalidad.

Ciertos componentes antimicrobianos están no cargados y tienen una cadena de hidrocarburo de alquilo o alquenilo que contiene al menos 7 átomos de carbono. Para procesamiento en forma fundida, los componentes antimicrobianos preferidos tienen baja volatilidad y no se descomponen bajo las condiciones del proceso. Los componentes antimicrobianos preferidos contienen menos de 2 % en peso de agua, y más preferentemente menos de 0.10 % en peso (determinado mediante el análisis de Karl Fischer) . El contenido de humedad es mantenido bajo con el fin de prevenir el desprendimiento de gases o "gelificación" y para dar claridad a la película extruida.

Cuando se utiliza, el contenido del componente antimicrobiano (el cual está listo para utilizarse) es típicamente de al menos 1 % en peso, 2 % en peso, 5 % en peso, 10 % en peso y algunas veces mayor de 15 % en peso. En ciertas modalidades, en las cuales se desea una baja resistencia, el componente antimicrobiano comprende más de 20 % en peso, más de 25 % en peso, o incluso más de 30 % en peso de la composición.

Ciertos componentes antimicrobianos son anfifílicos y pueden ser activos de superficie. Por ejemplo, ciertos monoglicéridos de alquilo antimicrobianos son activos de superficie. Para ciertas modalidades de la invención que incluyen componentes antimicrobianos, el componente antimicrobiano es considerado distinto de un componente tensioactivo . Ver por ejemplo, la Solicitud de Patente de los Estados Unidos co-pendiente de los Solicitantes Publicación No. 2004-0241216-Al la cual se incorpora por referencia en la presente. Como se muestra en esta referencia, las composiciones pueden comprender además mejoradores tales como alfahidroxiácido y similares. Éteres monoglicerílicos de alquilo son también posibles tales como Sensiva SC50 (éter de 2-etilhexilglicerilo, nombre INCI etilhexiglicerina) disponible de Schulke Mayr, Bélgica, N.V.

Las composiciones pueden comprender además rellenadores orgánicos e inorgánicos. Para aplicaciones implantables , los rellenadores biodegradables , resorbibles o bioerosionables inorgánicos, pueden ser particularmente atractivos. Estos materiales pueden ayudar a controlar la velocidad de degradación de la composición del polímero. Por ejemplo, muchas sales de calcio y sales de fosfato pueden ser adecuadas. Los rellenadores resorbibles biocompátibles , ejemplares incluyen carbonato de calcio, sulfato de calcio, fosfato de calcio, fosfatos de calcio y sodio, fosfatos de calcio y potasio, fosfato tetracálcico, fosfato alfa-tricálcico, fosfato beta-tricálcico, fosfato de calcio-apatita, fosfato de octacalcio, fosfato dicálcico, carbonato de calcio, óxido de calcio, hidróxido de calcio, sulfato de calcio dihidratado, sulfato de calcio hemidratado, fluoruro de calcio, citrato de calcio, óxido de magnesio, e hidróxido de magnesio. Un rellenador particularmente adecuado es el fosfato tribásico de calcio (hidroxiapatita) .

Otros componentes adicionales incluyen antioxidantes, colorantes tales como pigmentos y/o colorantes, agentes antiestática, agentes abrillantadores fluorescentes, agentes de control de olores, perfumes y fragancias, ingredientes activos para promover el sanado de heridas u otra actividad dermatológica, combinaciones de los mismos y similares.

APLICACIONES Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN Los artículos que comprenden la composición de la invención pueden ser elaborados mediante procesos conocidos en la técnica para elaborar láminas poliméricas a partir de las resinas poliméricas. Para muchas aplicaciones, tales artículos pueden ser colocados en agua a 23°C sin pérdida sustancial de la integridad física (por ejemplo, resistencia a la tracción) después de ser sumergidos dos horas y secados . Típicamente, estos artículos contienen poca o nada de agua. El contenido de agua en el artículo después de la extrusión, el moldeo por inyección o el vaciado con solvente, es típicamente menor de 10% en peso, preferentemente menor de 5% en peso, más preferentemente menor de 1% en peso, y lo más preferentemente menor de 0.2% en peso. Las láminas poliméricas pueden ser formadas mediante un proceso de extrusión a partir de las composiciones de resina de la invención descritas en la presente, dando como resultado láminas poliméricas hidrofílicas útiles en aplicaciones tales como cortinas médicas y prendas de vestir médicas, artículos para el cuidado personal, artículos para higiene personal, absorbentes de heridas, respaldos de cintas y envolturas para alimentos .

Los artículos que pueden ser elaborados de la composición de la invención pueden incluir cortinas médicas y batas, incluyendo cortinas quirúrgicas, cortinas de procedimientos, cortinas de especialidad de plástico, cortinas de incisión, cortinas de barrera, batas de barrera, batas sopladas/hiladas por fusión, o hiladas por fusión/fundidas (SMS o SMMS) , y similares, apositos para heridas, absorbentes de heridas, tapas de contacto con heridas, esponjas quirúrgicas utilizadas para absorber sangre y fluidos corporales durante la cirugía, implantes quirúrgicos, así como productos de extrusión tubulares tales como catéteres vasculares, catéteres urinarios, tubos endotraqueales , derivaciones, drenados de heridas y otros dispositivos médicos.

De manera importante, los tensioactivos aditivos hidrofílicos preferidos de la presente invención permiten la unión adhesiva térmica y/o ultrasónica de telas y películas elaboradas a partir de las mismas. Los artículos elaborados de las composiciones descritas en la presente pueden ser térmica o ultrasónicamente soldados entre sí así como también ser soldados a otros artículos compatibles. Las composiciones pueden ser utilizadas en conjunto con otros materiales para formar construcciones tales como materiales de vaina/núcleo, laminados, estructuras compuestas de dos o más materiales, o útiles como recubrimiento sobre diversos dispositivos médicos. Las composiciones pueden ser también útiles en la fabricación de cortinas quirúrgicas, artículos médicos, componentes de pañales tales como láminas superiores, componentes para almohadillas de higiene femenina, almohadillas cosméticas y domésticas, esponjas quirúrgicas, apositos de heridas y similares.

Las composiciones descritas en la presente son particularmente adecuadas para el uso en cortinas quirúrgicas y batas debido á sus propiedades de humectación únicas. Por ejemplo, las composiciones de poliolefina/tensioactivo tienen hidrofilicidad duradera como se describe en la presente. Las redes no tejidas, películas y .láminas que comprenden las composiciones tienen buena resistencia a la tracción; pueden ser selladas por calor para formar uniones fuertes, permitiendo la fabricación de cortinas de especialidad; que pueden ser importantes en productos desechables ; y pueden tener alta energía superficial para permitir la capacidad de humectación y la absorbencia de fluidos. En el caso de los materiales no tejidos, la energía superficial es medida para los materiales no tejidos utilizando la prueba de Energía Superficial Aparente descrita más adelante. Para las películas, la energía superficial es medida por ángulos de contacto con agua destilada, y a menudo son menores de 50 grados, preferentemente menos de 30 grados, y lo más preferentemente menos de 20 grados cuando se miden sobre una película plana utilizando la técnica de medio ángulo descrita en la Patente de los Estados Unidos No. 5,268,733 y un Medidor de Ángulo de Contacto Tantee, Modelo CAM-micro, Schamberg, IL. Con el fin de determinar el ángulo de contacto de las composiciones en una forma diferente de las películas, una película de la composición debe ser elaborada mediante vaciado con solvente.

Se cree que tales materiales no tejidos en película y en tubo pueden ser esterilizados con gas óxido de etileno sin pérdida significativa de la resistencia física (la resistencia a la tracción para una película de 1 milésima de pulgada de espesor, no disminuye . por más de 20% y preferentemente por no más de 10% después de la exposición a un ciclo de esterilización estándar con óxido de etileno a 50°C (caliente) el cual incluye 3 evacuaciones antes de la inyección del gas EO y 3 ciclos de evacuación de escape para eliminar el óxido de etileno residual.

La característica hidrofílica de las composiciones puede mejorar los artículos tales como los apositos de heridas y apositos quirúrgicos, y cintas mediante el mejoramiento de la absorbencia. Si la composición es utilizada en una película de respaldo para aposito de heridas, la película puede ser parcialmente (por ejemplo, por zonas o en patrón) recubierta o completamente recubierta con diversos adhesivos, incluyendo pero no limitados a adhesivos sensibles a la presión (PSAs) , tales como los adhesivos de copolímeros acrílieos y en bloque, adhesivos de hidrogel, adhesivos hidrocoloides , y adhesivos en forma de espuma. Los PSAs pueden tener una velocidad de transmisión de vapor de humedad relativamente alta, para permitir la evaporación de la humedad.

Los adhesivos sensibles a la presión, adecuados incluyen aquellos basados en acrilatos, poliuretanos , KRATON y otros copolímeros en bloque, siliconas, adhesivos basados en caucho, así como combinaciones de estos adhesivos. Los PSAs preferidos son los adhesivos normales que son aplicados a la piel tales como los copolímeros de acrilato descritos en la Patente de los Estados Unidos No. RE 24,906, la descripción de la cual se incorpora por referencia en la presente, particularmente un copolímero de acrilato de isooctilo : acrilamida 97:3. También preferido es el terpolímero de acrilato de isooctilo : acrilato de óxido de etileno : cido acrílico 70:15:15, como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 4,737,410 (Ejemplo 31), la descripción de la cual se incorpora por referencia en la presente. Otros adhesivos útiles son descritos en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 3,389,827, 4,112,213, 4,310,509 y 4,323,557., las descripciones de las cuales se incorporan por referencia en la presente. La inclusión de medicamentos o agentes antimicrobianos en el adhesivo, es también contemplada, como se describe en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 4,310,509 y 4,323,557.

Otros dispositivos médicos que puédela ser elaborados, total o parcialmente de la composición de la invención incluyen: suturas, sujetadores de suturas, malla quirúrgica, cabestrillos, y otros dispositivos médicos.

En muchas aplicaciones las películas, las fibras o los materiales no tejidos de la presente invención tienen esencialmente no adhesión a sí mismos (por ejemplo, éstos no se bloquean entre sí) . De hecho, es importante cuando se elaboran artículos que éstos sean plegados tales como cortinas quirúrgicas, de modo que los artículos se desplieguen fácilmente después del contacto prolongado de las diversas capas. Estas capas deben ser fácilmente desplegadas. Preferentemente, las placas se despliegan sin adhesión perceptible del todo entre dos capas de la presente invención, después del asentamiento toda la noche b jo una carga de 0.7 kg/cm2. Las composiciones de la presente invención pueden también ser útiles en productos de higiene para los consumidores, tales como productos de incontinencia para adultos, pañales infantiles, productos de higiene femenina, y otros como se describen en la Solicitud Copendiente de los Solicitantes, la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Publicación No. 2008-0200890??1, e incorporada por referencia en la presente en su totalidad.

En un proceso para la elaboración de la composición de la invención, el polímero termoplástico en una forma fundida es mezclado en una cantidad suficiente con relación al tensioactivo, para producir una composición polimérica que tiene características hidrofílicas como se describen en la presente. Son conocidos una variedad de equipos y técnicas en la materia para el procesamiento en forma fundida de las composiciones poliméricas. Tal equipo y tales técnicas son descritos, por ejemplo, en la Patente de los Estados Unidos No. 3,565,985 (Schrenk et al), la Patente de los Estados Unidos No. 5,427,842 (Bland et . al), las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5,589,122 y 5,599,602 (Leonard) , y la Patente de los Estados Unidos No. 5,660,922 (Henidge et al.). Los ejemplos del equipo de procesamiento por fusión incluyen, pero no están limitados a, extrusores (de tornillo simple y tornillo gemelo) , mezcladores tipo Banbury, y extrusores Brabender para el procesamiento por fusión de la composición de la invención.

Los ingredientes de la composición pueden ser mezclados en y transportados a través de un extrusor para producir una composición polimérica preferentemente sin degradación del polímero o reacciones colaterales en el fundido. La temperatura de procesamiento es suficiente para mezclar el poliéster alifático y el tensioactivo , y permitir la extrusión de la composición como una película o fibra. Las reacciones de degradación potenciales incluyen la transesterificación, hidrólisis, escisión de cadena y descomposición de cadena de radical, y las condiciones de proceso deben reducir al mínimo tales reacciones. La composición tiene propiedades que son deseables en aplicaciones tales como envoltura de alimentos, por ejemplo, transparentes (no opaca) y que estén libres de residuos aceitosos sobre la superficie (lo cual puede indicar separación de fases de los componentes de la matriz polimérica) .

La invención será adicionalmente aclarada por los siguientes ejemplos que son ejemplares y no se pretende que limiten el alcance de la invención.

Ej emplos Método de Prueba de Energía Superficial Aparente: El método para medir la energía superficial es el método de prueba 118-1983 de la AATCC, con las modificaciones descritas más adelante. Las energías superficiales medidas de acuerdo a este método de prueba modificado son de aquí en adelante denominadas como energía superficial "aparente". El método de prueba 118-1983 de la AATCC determina la energía superficial de una tela mediante la evaluación de la resistencia de la tela a la humectación por una serie de composiciones seleccionadas de hidrocarburos. Los hidrocarburos descritos en AATCC 118-1983, no obstante, únicamente proporcionan mediciones de la energía superficial desde 19.8 a 27.3 dinas por centímetro a 25°C. Este intervalo es extendido mediante el empleo de diversas mezclas de metanol y agua en la prueba de resistencia de la tela. Las composiciones y sus tensiones superficiales representativas se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1 El procedimiento de prueba es como sigue. Un espécimen del material ejemplar es colocado plano sobre una superficie horizontal lisa. Utilizando el método de AATCC 118-1983 excepto que se comienza con el líquido de prueba de número más bajo, 5 gotas del líquido (aproximadamente 100 microlitros) se colocan suavemente (no .goteadas) sobre la superficie del material ejemplar. Si al menos tres de las cinco gotas se absorben dentro de la tela dentro de 60 segundos, se utiliza el líquido de la siguiente energía superficial más alta. Cuando al menos 3 gotas permanecen sobre la superficie de la tela ejemplar, la tensión superficial aparente es registrada como el fluido de tensión superficial más baja que tuvo al menos 3 gotas no absorbidas. De manera más precisa, la energía superficial aparente puede ser reportada como un intervalo entre el número más alto que tuvo todas las gotas absorbidas y el número más bajo que mantuvo al menos 3 de las gotas .

Los materiales preferidos utilizados en las composiciones descritas en la presente se humectan con agua y de este modo tienen una energía superficial aparente mayor de 72 dinas/cm (tensión superficial del agua pura) . Los materiales más preferidos absorben instantáneamente agua y permanecen absorbentes de agua después de madurar por 10 días a 5°C, 23°C y 45°C. Los materiales más preferidos absorben instantáneamente agua y permanecen absorbentes de agua después de madurar por 20 días a 5°C, 23°C y 45°C. Los materiales aún más preferidos actualmente absorben agua y permanecen absorbentes de agua después de madurar por 30 días a 5°C, 23°C y 45°C.

Ejemplos de Control 1-5: Ejemplos de materiales no tejidos, del tipo de filamentos fusionados entre sí, fueron preparados utilizando los lotes maestros mezclados con polipropileno puro. El polipropileno utilizado es indicado más adelante. Los materiales de lote maestro fueron secados antes del usó.

Los materiales no tejidos de filamentos fusionados entre sí fueron obtenidos utilizando un extrusor Davis-Standard BLUE RIBBON (DS-25®) (Davis Standard Corporation, Pawcatuck, CT) , utilizando un extrusor de tornillo simple, con rastra de barrera, con proporción de conversión 3:1 de 63.5 rara (2.5 pulgadas) , para la alimentación a través de una bomba hacia una cabeza de extrusión que incluye múltiples orificios de matriz.

La cabeza de matriz tuvo un total de 512 orificios con un rendimiento de 0.50 g/orif icio/min (33.83 lb/hr) . La matriz tuvo una longitud transversal de 200 mm (7.875 pulgadas) . El diámetro del orificio fue de 0.445 mm (0.020 pulgadas) y una proporción L/D de 6. La temperatura de extrusión del fundido en la matriz del polipropileno fue ajustada a 235°C, mientras que la temperatura de extrusión del fundido del polipropileno con los aditivos, fue dependiente del tipo y de la cantidad de los aditivos. La temperatura fue ajustada con el fin de elaborar redes similares para el control (polipropileno puro) . Una descripción representativa de la formación de la red y el proceso de unión es ejemplificada por la Solicitud de Patente de los Estados Unidos Publicación No. 2008/0038976 Al, e incorporada por referencia en la presente en su totalidad. Los ejemplos de control 1-5 fueron preparados con los siguientes componentes: polipropileno suministrado de Exxon Mobile PP3155 (Lote # 5J2281B4, que tiene un índice de fusión de 36g/l0 min medido de acuerdo a ASTM D 1238) ; polibutileno suministrado de Bassel Poliolefinas DP8911 (Lote # FK09XX501) ; Hostastat HS1 FF suministrado como Material de lote maestro # 105190, de Clariant Corp., Charlotte NC, la sal de sodio del sulfonato de alcano secundario de 10 a 18 átomos de carbono, antiestática, suministrado como un concentrado en polipropileno, 20 % en peso de tensioactivo ; FC tensioactivo1 FCS-I como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 7,230,043; y el aditivo de fusión hidrofílico TPM12713, suministrado de Masterbatch Techmer PM, analizado y encontrado como nominalmente con aproximadamente 30% de sólidos en polipropileno con la siguiente composición = R-0 (CH2CH20) nH, donde R = C2oH23 (1-eicosanol y n ,= 0-5 que tiene la siguiente distribución mostrada en la Tabla 2 Tabla 2 De este modo, el % promedio en peso de PEG en este tensioactivo es de 15.3% el cual es derivado como se muestra más adelante en la Tabla 3.

Tabla 3 Tabla 4. Uso del tensioactivo TPM 12713 R-PEG solo 72 hrs . H 28 28 28 33 50 Después de la producción 72 hrs . L 30 30 30 36 55 Después de la producción 36 96 hrs . H 28 28 30 33 50 Después de la producción 96 hrs . L 30 30 33 36 55 Después de la producción H = Humectación a la Energía Superficial Más Alta (número más alto para la humectación) L = No Humectación de Energía Superficial Más baja (número más bajo para no humectar) ( "Humedad" = 40° C/75% de humedad relativa en una cámara con recirculación donde las muestras fueron maduradas . ) Los datos muestran que los materiales no tej idos elaborados utilizando hasta 4 % de TPM 12713 (un etoxilato de eicosanol en un portador de polietileno) no fueron capaces de absorber agua.. Los resultados del control 5 indican que a través de la unión con aire la red en línea con aire caliente pareció incrementar la energía superficial sustancialmente pero este control todavía podría no absorber agua.

Ejemplos 6-14 Las materias primas listadas en los Ejemplos 1-5 fueron utilizadas para elaborar las composiciones listadas en la Tabla 5, de acuerdo al procedimiento de los Ejemplos 1-5. La tabla 5 también describe los resultados de humectación inicial obtenidos utilizando el agua sobre el rollo conforme éste se estaba desenrollando. Únicamente los Ejemplos 8, 10, 12-14 mostraron humectación instantánea sobre la máquina, conforme estaban siendo producidos.

TABLA 5 Uso de TPM 12713 R-PEG en Combinación con Polibutileno tensioactivo R-S03 Ej . Techmer Hostat PolibuFCS-1, Resultados de la 12713 (% HS1 (% tileno (% en Humectación con en peso) en (% en peso) Agua Inicial peso) peso) 6 4 0 4 0 Sin humectación 7 4 4 4 0 Algunos puntos absorbentes 4 4 6 0 Humectación espontánea, muy rá ida 0 4 6 0 Humectación no espontánea sobre el rollo; repelente 2 4 6 0 Humectación espontánea, muy rápida 4 0 8 0 No se humecta bien sobre el rollo 0 4 4 2 Humectación instantánea sobre el rollo.

Muy absorbente 4 6 0 0 Cierta absorbencia sobre el rollo. Después de una pocas horas éste se humecta con gran absorbencia 0 4 0 2 Se humecta muy bien sobre el rollo y el poste Las redes producidas fueron probadas para la Energía Superficial Aparente como una función del tiempo a 5°C, 23°C (temperatura ambiente) , y 45°C. Las redes no tejidas fueron almacenadas en esas condiciones en bolsas poli/Tyvek. selladas pero porosas. Las muestras fueron retiradas periódicamente y se dejaron alcanzar la temperatura ambiente por 1 día antes de la prueba. Todos los datos son incluidos en las tablas 6A-8B. Nótese que las muestras fueron tomadas desde el comienzo y en el extremo de los rollos producidos.

TABLA 6A Resultados de la Energía Superficial Después de la Maduración a Temperatura Ambiente 1 Día - L 33 55 N/A 33 N/A 4 días 0 H 30 72 72 30 36 4 días 0 L 33 — — 33 39 4 días I H 30 72 72 30 36 4 días I L 33 — — 33 39 5 días 0 H 30 55 72 30 36 5 días 0 L 33 72 — 33 39 5 días I H 30 55 72 30 36 5 días I L 33 72 — 33 39 11 días 0 H 33 55 50 30 39 11 días 0 L 36 72 55 33 42 11 días I H 33 55 55 30 39 11 días I L 36 72 72 33 72 53 días 0 H 30 55 47 30 39 53 días ¦ 0 L 33 72 50 33 42 53 días I H 30 50 50 30 39 53 días I L 33 55 55 33 42 # I = Dentro del Rollo # 0 = Fuera del Rollo *H = Humectación a Energía Superficial más Alta (número más alto para la humectación) *L = No Humectación a Energía Superficial más Baja (número más bajo para la no humectación) HS = Lote maestro Hostastat HS1 FF Tech = lote maestro de Techmer 12713 PB = polibutileno, Bassel Polyolefins DP8911 TABLA 6B Resultados de Energía Superficial Aparente Después de la maduración a Temperatura Ambiente 11 días 0 H 50 72? 72? 72? 11 días 0 L 55 N/A N/A N/A 11 días I H 47 72? 72? 72? 11 días I L 50 N/A N/A N/A 53 días 0 H 45 72? 72? 72? 53 días 0 L 47 N/A N/A N/A 53 días I H 45 72? 72? 72? 53 días I L 47 N/A N/A N/A # I = Dentro del Rollo # O = Fuera del Rollo *H = Humectación a Energía Superficial más Alta (número más alto para la humectación) *L = No Humectación a Energía Superficial más Baja (número más bajo para la no humectación) Los resultados de los Ejemplos mostrados como "72a" muestran que la energía superficial aparente es mayor de 72 dinas/cm (por ejemplo, el agua humecta la muestra y no se utiliza líquido de tensión superficial más alta) . "N/A" indica que la muestra fue humedecida con agua, de este modo todas las energías superficiales menores también podrían humectar.

Después de 11 días de almacenamiento ambiental en laboratorio, las muestras de los Ejemplos 6-14 fueron almacenadas bajo condiciones controladas de 5°C, 23°C y 45°C, y luego fueron periódicamente probadas. Los resultados de prueba son mostrados en las Tablas 7A, 7B, 8A y 8B ; además del resultado de "53 días" mostrado en las Tablas 6A y 6B.

TABLE 7A Resultados de Energía Superficial Aparente Después de la Maduración a 45° C TABLA 7B Resultados de la Energía Superficial Aparente después de la Maduración a 45° C Los resultados de los Ejemplos mostrados como "' indican los Ejemplos que se humedecieron inmediatamente con agua.

TABLA 8A Resultados de la Energía Superficial Aparentes después de Maduración a 5o C Días a Ejemplo 6 Ejemplo 7 Ejemplo 8 Ejemplo Ejemplo 45°C 9 10 4 % Tech/ 4 % Tech/ 4 % Tech/ 4 % HS/ 2 % Tech/ 4% PB 4% HS/ 4% HS/ 6% PB 4% HS/ 4% PB 6% PB 6% PB 0 Día 33 55 50 30 39 1 Día 33 55 55 30 39 7 días 33 72? 72? 30 39 14 días 33 55 72? 30 42 28 días 33 55 55 30 42 42 días 33 55 55 30 42 TABLA 8B Resultados de la Energía Superficial Aparente después de la Maduración a 5o C Los resultados de los Ejemplos mostrados como "72a", indican los Ejemplos que se humedecieron inmediatamente con agua desionizada.

Los resultados son también trazados gráficamente en las Figuras 1-4 para las composiciones en los Ejemplos 11, 12, 13, y 14.

Las. descripciones completas de las patentes, documentos de patente y publicaciones citadas en la presente, son incorporadas por referencia en su totalidad como si cada una fuera individualmente incorporada. Diversas modificaciones y alteraciones a esta invención se volverán aparentes para aquellos expertos en la técnica sin apartarse del alcance y espíritu de esta invención. Se debe entender que esta invención no está destinada a ser indebidamente limitada por las modalidades ilustrativas y los Ejemplos descritos en la presente, y que tales Ejemplos y modalidades son presentados a manera de ejemplo únicamente con el alcance de la invención destinado a ser limitado únicamente por las reivindicaciones descritas en la presente, como sigue.

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Una composición termoplástica, caracterizada porque comprende : a) un polímero de poliolefina termoplástica; b) al menos un tensioactivo iónico seleccionado del grupo que consiste de: (i) sulfatos; (ii) sulfonatos; (iii) sultaínas: (iv) fosfatos; y (v) combinaciones de los mismos; c) al menos un tensioactivo secundario no iónico seleccionado del grupo que consiste de: (i) al menos un tensioactivo que contiene grupo polioxialquileno, no fluorado, no iónico, que contiene entre 5 y 80 por ciento en peso de polioxialquileno; (ii) al menos un tensioactivo fluoroquímico no iónico; y (iii) combinaciones de los mismos; en donde la mezcla de los tensioactivos (b) y (c) está presente en la composición en una cantidad suficiente para impartir hidrof ilicidad duradera estable.

2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el tensioactivo iónico está presente a 0.25-8 por ciento en peso de la composición y el tensioactivo secundario no iónico está presente a 0.25-8 por ciento en peso de 1.a composición.

3. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el polímero de poliolefina termoplástica comprende polipropileno.

4. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el tensioactivo iónico comprende al menos un grupo no polar seleccionado del grupo que consiste de un grupo alquilo de cadena lineal o ramificada de 7 a 30 átomos de carbono, un grupo alquileno de cadena lineal o ramificada de 7 a 30 átomos de carbono y un grupo aralquilo de 12 a 30 átomos de carbono.

5. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque comprende además una poliolefina mej oradora hidrofílica derivada de monóméros que tienen al menos 4 hidrocarburos, en donde la poliolefina mej oradora hidrofílica tiene un peso molecular menor que aquel del polímero de poliolefina termoplástica .

6. La composición de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque comprende además un componente antimicrobiano.

7. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la composición es procesable en forma fundida.

8. Un artículo, caracterizado porque comprende la composición de conformidad con cualquiera dé las reivindicaciones 1 a 6, el artículo se selecciona de los artículos poliméricos moldeados, láminas poliméricas, fibras poliméricas, redes tejidas, redes no tejidas, membranas porosas, espumas poliméricas, y combinaciones de los mismos.

9. El artículo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el artículo es una cortina quirúrgica, una bata quirúrgica, un material de contacto con heridas, o un artículo de higiene personal.

10. Un artículo, que comprende una capa hidrofílica duradera construida a partir de la composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la capa es una espuma, una película, una fibra o red tejida, o una fibra o red no tejida.

11. El artículo de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el artículo comprende una lámina de respaldo impermeable a los medios acuosos, una lámina superior permeable a los medios acuosos, y una capa absorbente de líquidos acuosos, que comprende la capa hidrofílica duradera yuxtapuesta entre éstas.

12. Un método para elaborar un artículo hidrofílico duradero, caracterizado porque comprende: mezclar : a) al menos un polímero de poliolefina termoplástica; b) al menos un tensioactivo seleccionado del grupo de: (i) sulfato; (ii) sulfonatos; (iii) sultaínas : (iv) fosfatos; y (v) combinaciones de los mismos; c) al menos un tensioactivo secundario no iónico seleccionado del grupo que consiste de: (i) al menos un tensioactivo que contiene grupo polioxietileno, no fluorado, no iónico, que contiene entre 5 y 80 por ciento en peso de polioxietileno; (ii) al menos un tensioactivo fluoroquímico no iónico; (iii) combinaciones de los mismos para formar una composición hidrofílica duradera, y la formación del artículo hidrofílico duradero a partir de la composición hidrofílica duradera.

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la formación del artículo hidrofílico duradero comprende la extrusión por fusión de la composición hidrofílica duradera.