PL173320B1

PL173320B1 - Folia ulegajaca rozkładowi biologicznemu i nieprzenikalna dla płynów

Info

Publication number: PL173320B1
Application number: PL92301888A
Authority: PL
Inventors: Douglas Toms; Andrew J. Wnuk
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1998-02-27
Also published as: EP0591409B1; MX9203308A; DE69230175D1; IE922065A1; SK147693A3; BR9206215A; US5422387A; NO303833B1; PT8542T; DE69230175T2; HU216133B; CA2111712A1; AU2251492A; HU9303729D0; HUT67772A; WO1993000399A1; PT101726A; CZ288293A3; CA2111712C; AU670914B2

Abstract

1. Folia ulegajaca rozkladowi biologicznemu i nieprzenikalna dla plynów, znamien- na tym, ze stanowi mieszanke zawierajaca od 10% do 50% wagowych wzajemnie przenikajacej sie siatki destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego o zawartosci alkoholu winylowego od 50% molowych do 80% molowych oraz od 50% do 90% wagowych poliestru alifatycznego wybranego z grupy skladajacej sie z polikaprolaktonu i produktu utleniania kopolimeru etylenu i tlenku wegla przy uzyciu srodka utleniajacego typu nadkwasu, przy czym stosunek wagowy poliestru alifatycznego do wzajemnie przenikajacej sie siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi co najmniej 1:1 oraz ewentualnie zawierajaca ponadto plastyfikator. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest folia ulegająca rozkładowi biologicznemu i nieprzenikalna dla płynów, stanowiąca mieszankę ulegających rozkładowi biologicznemu polimerów termoplastycznych. Folia ta stanowi na przykład warstwę spodnią talach wyrobów, jak pieluszki, podpaski, wkładki higieniczne przystosowane do wchłaniania płynów wydzielanych przez ciało, względnie stanowi folię do mulczerowania w rolnictwie, folię na opakowania zgrzewane, plastykowe worki na śmieci i tak dalej.

Znane są różne struktury chłonne, które pochłaniają płyny ustrojowe, na przykład krew, mocz. Wyroby jednorazowe tego typu zawierają zwykle przenikalną dla płynów warstwę wierzchnią, rdzeń absorbujący i nieprzenikalną dla płynów warstwę spodnią.

173 320

Znane struktury chłonne są wytwarzane przy użyciu na warstwy wierzchnie tkanin lub włókien, względnie porowatych folii polietylenowych lub polipropylenowych. Warstwy spodnie stanowią zwykle elastyczne arkusze polietylenowe. Rdzenie absorbujące stanowią zwykle włókna z pulpy drzewnej same lub w połączeniu z absorbującymi materiałami żelującymi.

Znane wyroby chłonne w znacznej części składają się z materiałów, które ulegają rozkładowi biologicznemu. Typowa pieluszka jednorazowa zawiera około 80% materiałów ulegających rozkładowi biologicznemu, na przykład włókna z pulpy drzewnej. Największym nie ulegającym rozkładowi biologicznemu składnikiem wyrobu chłonnego jest zwykle polietylenowa warstwa spodnia.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 159070 mieszane tworzywo polimeryczne złożone z destruktuiyzowanej skrobi i syntetycznego polimeru termoplastycznego, stanowiące mieszankę stopu destrukturyzowanej skrobi zawierającej wodę, która w etapie wytwarzania stopu zawiera 5-40% wagowych wody w przeliczeniu na masę tego składnika oraz co najmniej jednego hydrofobowego syntetycznego polimeru termoplastycznego. Jako termoplastyczny polimer tworzywo zawiera produkt wybrany z grupy obejmującej poliolefiny, polimery winylu, poliacetale, polikondensaty, termoplastyczne poliestry, poliwęglany, spolimeryzowane tereftalany alkilenowe, poliakryloetery, termoplastyczne poliimidy, polihydroksymaślany i wielocząsteczkowe, zasadniczo nieropuszczalne w wodzie tlenki polialkilenowe lub ich kopolimery.

Znana jest z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr P 285925 mieszanka polimeryczna, z której formuje się wyroby o zasadniczo trwałych wymiarach, i która zawiera destrukturyzowaną skrobię oraz co najmniej jeden polimer wybrany z grupy kopolimerów zawierających mery alkoholu winylowego, oraz mery tworzące łańcuch alifatyczny wytworzonych w wyniku kopolimeryzacji estrów winylowych, korzystnie octanu winylu, z nienasyconymi monomerami nie zawierającymi grup funkcyjnych, a następnie hydrolizy winylowej grupy estrowej.

Znane są ulegające rozkładowi biologicznemu folie do mulczerowania zawierające skrobię, polialkohol winylowy i glicerynę, przedstawione na przykład w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3949145. Zdolność produktów do rozkładu kontroluje się przez zastosowanie nie ulegającej rozkładowi, wodoodpornej powłoki na bazie mieszaniny prepolimerów poliol-toluenodwuizocyjanianu z kopolimerami chlorku winylidenu i akrylonitrylu lub z żywicami typu polichlorku winylu zmieszanymi z plastyfikatorami.

Znane są ulegające rozkładowi folie do mulczerowania o zwiększonej odporności na wilgoć, zawierające skrobię i kopolimery etylenu i kwasu akrylowego, przedstawione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4133784. Folie przedstawione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4337181 zawierają oprócz wymienionych składników także środek zobojętniający, taki jak amoniak, który umożliwia ich przetwórstwo. Ewentualnym składnikiem folii jest także polietylen.

Znane są z międzynarodowego zgłoszenia patentowego PCT nr W090/10671 ulegające rozkładowi biologicznemu artykuły oparte na skrobi. Destrukturyzowaną skrobię i kopolimer etylenu i kwasu akrylowego łączy się ze sobą w celu wytworzenia wzajemnie przenikającej się siatki. Kopolimer etylenu i kwasu akrylowego zastępuje się także kopolimerem etylenu i alkoholu winylowego. Wzajemnie przenikająca się siatka destrukturyzowanej skrobi ma charakter termoplastyczny i jest przetwarzana metodą wylewania lub wytłaczania na mocne, wytrzymałe folie. Folie te są jednak wrażliwe na wilgoć otoczenia, szczególnie gdy stężenie skrobi wynosi ponad 50% objętościach w przeliczeniu na całą folię. Moduł folii złożonych wyłącznie ze wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego obniża się o około 50%, gdy wiigotność maleje od 20% do 90%. Jakkolwiek wrażliwość na wiigoć jest procesem odwracalnym, sprawia ona, że folia zachowuje się inaczej każdego dnia

173 320 w stopniu, który wpływa ujemnie na możliwość wytwarzania wyrobów z folii i ich stosowania przez użytkownika.

Folie oparte na wzajemnie przenikającej się siatce destrukturyzowanej skrobi są wrażliwe na utratę plastyfikatorów, wody, mocznika i innych niskocząsteczkowych składników. Utrata tych składników następuje na przykład, gdy z folią styka się chłonny zwój włókien papierowych. Utrata składników jest w takim przypadku nieodwracalna i znacznie obniża wytrzymałość i moc folii, która może przerwać się nawet pod wpływem małego naprężenia wyrobu chłonnego.

Folie wykonane wyłącznie z wzajemnie przenikającej się siatki są wysoce przenikalne dla pary wodnej. Jest to korzystne ze względu na przewiewność wyrobu chłonnego, jednak niekorzystne, gdy wymaga się, żeby wyrób chłonny utrzymywał dużo płynów, na przykład pieluszka. Wysoka przenikalność dla wody może prowadzić do nadmiernej kondensacji na zewnątrz pieluszki, czyniąc ją zimną i mokrą w dotyku.

Dodanie innych polimerów i kopolimerów termoplastycznych do wzajemnie przenikającej się siatki skrobi destrukturyzowanej i kopolimeru etylenu i kwasu akrylowego lub etylenu i alkoholu winylowego powoduje znaczne zmniejszenie wrażliwości na wilgoć i przenikalność pary wodnej. Dodanie znanych, nie ulegających rozkładowi biologicznemu polimerów, na przykład polietylenu, zmniejsza szybkość rozkładu biologicznego, a zatem zdolność kompostowania folii zawierającej polimery nie ulegające rozkładowi biologicznemu.

Folia według wynalazku stanowi mieszankę zawierającą wzajemnie przenikającą się siatkę destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego o zawartości alkoholu winylowego od 50% molowych do 80% molowych oraz zawierającą poliester alifatyczny wybrany z grupy składającej się z polikaprolaktonu i produktu utleniania kopolimeru etylenu i tlenku węgla przy użyciu środka utleniającego typu nadkwasu. Stosunek wagowy poliestru alifatycznego do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi co najmniej 1:1.

Folia zawiera od 10% do 50% wagowych wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru oraz od 50% do 90% wagowych poliestru alifatycznego.

Folia zawiera mniej niż 40% wolnej skrobi w postaci cząstek o średniej wartości średnicy poniżej 1 μ m.

Korzystnie folia zawiera od 15% do 35% wagowych wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru oraz od 60% do 80% wagowych poliestru alifatycznego.

Korzystnie folia zawiera mniej niż 20% wolnej skrobi w postaci cząstek o średniej wartości średnicy poniżej 1 μ m.

Korzystnie jak poliester alifatyczny folia zawiera polikaprolakton.

Korzystnie jak poliester alifatyczny folia zawiera produkt utleniania kopolimeru etylenu i tlenku węgla przy użyciu środka utleniającego typu nadkwasu.

Stosunek wagowy poliestru alifatycznego do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi od 3:2 do 4:1.

Korzystnie stosunek wagowy polikaprolaktonu do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi od 3:2 do 4:1.

Korzystnie wzajemnie przenikająca się siatka destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego zawiera ponadto plastyfikator.

Folia zawiera plastyfikator wybrany z grupy składającej się z mocznika, gliceryny, monoestrów gliceryny, sorbitu, estrów sorbitu, eterów sorbitu i gliokoli.

W innym przykładzie wykonania wynalazku folia stanowi mieszankę zawierającą wzajemnie przenikającą się siatkę destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego o zawartości alkoholu winylowego od 50% molowych do 80% molowych oraz plastyfikator wybrany z grupy składającej się z mocznika, gliceryny, monoestrów gliceryny, sorbitu, estrów sorbitu, eterów sorbitu i glikoli oraz zawierającą

173 320 polikaprolakton, którego stosunek wagowy do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi, kopolimeru i plastyfikatora wynosi od 3:2 do 4:1.

Zaletą wynalazku jest dostarczenie folii nieprzenikalnej dla płynów, która ulega rozkładowo biologicznemu stosunkowo szybko i ma dużą zdolność kompostowania. Dzięki dodaniu poliestrów alifatycznych ulegających rozkładowi biologicznemu do siatki skrobi destruktuiyzowanej otrzymuje się wyroby chłonne z ulegającymi rozkładowi biologicznemu warstwami spodnimi, które nie są nadmiernie wrażliwe na zmiany wilgotności otoczenia lub kontaktu z substancjami chłonnymi i mają na tyle niski stopień przenikalności dla wody, że zapobiegają kondensacji na zewnętrznej stronie warstwy spodniej. Folia według wynalazku nadaje się do szerokiego zastosowania, na przykład jako folia do mulczerowania używana w rolnictwie, folia na opakowania zgrzewane, plastykowe worki na śmieci i tym podobne.

Folie te otrzymuje się z mieszanek składników polimerycznych, które dobiera się tak, aby nadać im zdolność ulegania rozkładowi biologicznemu. Folie stanowią mieszanki wzajemnie przenikającej się siatki destruktuiyzowanej skrobi i kopolimerów etylen/kwas akrylowy lub kopolimerów etylen/alkohol winylowy oraz alifatycznego poliestru. Do ewentualnych składników, które można stosować w mieszankach polimerycznych według niniejszego wynalazku należą pewne poliolefiny. Każdy z tych składników opisano szczegółowo poniżej.

A. Skrobia destrukturyzowana

Ulegające rozkładowi biologicznemu folie według niniejszego wynalazku zawierają pierwszy składnik oparty na wzajemnie przenikającej się siatce skrobi destruktuiyzowanej i kopolimeru etylen/kwas akrylowy lub kopolimeru etylen/alkohol winylowy (zwany dalej składnikiem skrobi destrukturyzowanej). Szczegółowy opis tych materiałów można znaleźć w publikacji zgłoszenia PCT nr WO 90/10671 (Bastioli i in). opublikowanej 20 września 1990 r. oraz w europejskim zgłoszeniu patentowym nr 0408503 A2 (Silbiger i in.) opublikowanym 16 stycznia 1991 r., przytoczonych tu jako źródła literaturowe. Ulegające rozkładowi biologicznemu folie według niniejszego wynalazku zawierają korzystnie około 10 - 50%, a korzystniej 15-35% wagowych składnika skrobi destrukturyzowanej.

Składnik skrobi destrukturyzowanej korzystnie zawiera

a) fazę skrobi destrukturyzowanej w postaci cząstek, z których każda ma liczbowo średnią średnicę poniżej 1 μ m;

b) fazę kopolimeru etylenu i kwasu akrylowego (EAA) lub kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego (EVOH);

c) fazę złożoną z produktu typu wzajemnie przenikającej się siatki (IPN) powstałego na skutek wzajemnych oddziaływań skrobi z kopolimerem EAA lub EVOH oraz ewentualnie wodę w ilości poniżej 6%, a korzystnie poniżej 2% wagowych w przeliczeniu na całą kompozycję. Jeden z korzystnych materiałów tego typu zawiera 10 - 90% wagowych skrobi destrukturyzowanej ogółem, 10 - 90% wagowych kopolimeru EAA ogółem, oraz 0 -6% wagowych wody, przy czym mniej niż 40%, a korzystnie mniej niż 20% wagowych całkowitej skrobi jest skrobią wolną w postaci cząstek o liczbowo średniej średnicy poniżej 1 μμη, zaś reszta skro^ j est zzwązana z kopollmerem E/AA tworząc wspomniany produkt IPN.

Inny korzystny materiał tego typu zawiera 10 - 90% wagowych drstcuktucyzowanej skrobi ogółem, 1 - 60% wagowych kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego ogółem o zawartości alkoholu winylowego około 50 - 80% molowych, i 0 - 10% wagowych wody, przy czym mniej niż 20% całkowitej skrobi jest skrobią wolną w postaci cząstek o liczbowo średniej średnicy poniżej 1 μm, zaś reszta skrobi jest związana z kopolimerem EVOH tworząc wspomniany produkt IPN.

173 320

Przykładem składnika destrukturyzowanej skrobi dostępnego w handlu, nadającego się do użytku zgodnie z niniejszym wynalazkiem, jest Mater-Bi, wprowadzony na rynek przez Novamont.

Składnik destruktuiyzowanej skrobi może także zawierać inne składniki, takie jak plastyfikatory, nawilżacze i inne związki niskocząsteczkowe. Do typowych plastyfikatorów należą polarne związki organiczne, takie jak mocznik, gliceryna, jednoestry gliceryny, sorbit, estry i etery sorbitu oraz glikole, takie jak glikol propylenowy oraz glikole etylenowy, dwuetylenowy i trójetylenowy. Bardziej szczegółowy opis tego typu dodatków, które można dodawać do skrobi podano w Handbook of Water-Soluble Gums and Resins, Robert L. Davidson. redaktor, McGraw Hill Company (1980), rozdział 22, str. 68-69.

B. Poliester alifatyczny

Ulegające-rozkładowi biologicznemu folie według niniejszego wynalazku zawierają korzystnie około 50 - 90%, korzystniej około 55 - 85%, a najkorzystniej około 60 - 80% alifatycznego poliestru. Stosowane tu określenie alifatyczny poliester odnosi się do grupy nasyconych poliestrów, które są ogólnie uznane za ulegające rozkładowi biologicznemu. Szczegółowy opis różnych typów alifatycznych poliestrów odpowiednich do stosowania zgodnie z niniejszym wynalazkiem przedstawiono poniżej.

Jakkolwiek niektóre typy alifatycznych poliestrów można przerabiać bezpośrednio na cienkie, wodoodporne folie, to jednak ich temperatura topnienia może być zbyt niska na to, by można je było stosować same jako warstwy spodnie jednorazowych wyrobów chłonnych. W innych przypadkach mechaniczna wytrzymałość folii może być niewystarczająca na to, by można jej było użyć jako warstwy spodniej. Jeszcze w innych przypadkach szybkość krystalizacji alifatycznych poliestrów jest zbyt niska, by umożliwiła ona wytworzenie folii ze stopu.

Polikaprolakton jest przykładem zalecanego, ulegającego rozkładowi biologicznemu alifatycznego poliestru według niniejszego wynalazku. Wytwarza się go drogą polimeryzacji ε-kaprolaktamu, siedmioczłonowego związku pierścieniowego. przebiegającej z otwarciem pierścienia. Jak to opisano w Union Carbide Brochure F-60456 zatytułowanej Tone Polymers, polimeryzację inicjuje diol (HO-R-OH, w którym R oznacza segment alifatyczny), a powstające polimery mają następującą budowę:

HO-R-O -[-C-(CH2)5-]n-OH gdzie n oznacza stopień polimeryzacji.

Polimery polikaprolaktonowe są dostępne jako produkty Union Carbide Corporation pod nazwą handlową TONE w różnych rodzajach o różnej masie cząsteczkowej. Przykładowo polimery TONE P-300 i P-700 mają stopień polimeryzacji odpowiednio około 95 i 400, co odpowiada masie cząsteczkowej około 10000 i 40000. TONE P-767 wytwarza się z monomeru kaprolaktonowego o specjalnie wysokiej czystości i ma on średnią masę cząsteczkową około 43000. TONE P-787 ma jeszcze wyższą średnią masę cząsteczkową wynoszącą około 80000.

Polimery polikaprolaktonowe o masie cząsteczkowej około 40000 lub wyższej można przetwarzać ze stopu w mocne, wodoodporne folie. Gdyby nie ich niska temperatura topnienia wynosząca około 60°C (140°F), folie te mogłyby służyć jako warstwy spodnie wyrobów chłonnych. Ze względu na niską temperaturę topnienia warstwy spodnie wykonane w 100% z polikaprolaktonu z trudnością mogłyby wytrzymać wysoką temperaturę występującą w trakcie nanoszenia gorącego kleju w trakcie produkcji pieluszek. Ponadto temperatura ' 60°C jest często osiągana przy transporcie lub przechowywaniu w magazynach. Warstwy spodnie wykonane w 100% z polikaprolaktonu byłyby trudne do

173 320 stabilizowania w takim środowisku i mogłyby odkształcać się, sklejać ze sobą, a nawet ulec stopieniu.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem z przenikającą się wzajemnie siatką skrobiową korzystnie miesza się polimery połikaprolaktonowe o średniej masie cząsteczkowej 40000 lub wyższej. Szczególnie korzystne są polimery połikaprolaktonowe o średniej masie cząsteczkowej około 80000 g/mol (np. ΤΟΝΕ P-787).

Inne typy alifatycznych poliestrów odpowiednich do użycia zgodnie z niniejszym wynalazkiem wytwarza się w reakcji alifatycznego kwasu dwukarboksylowego i diolu. lak to opisano w An Overview of Plastics Degradability, Klemchuk, publikacja MODERN PLASTICS (sierpień 1989), przytoczonym tu jako źródło literaturowe, wiele z tych poliestrów ulega rozkładowi biologicznemu, gdyż są one podatne na hydrolizę enzymatyczną. Ponadto fragmenty kwasowe i alkoholowe pochodzące z hydrolizy są łatwo przyswajalne dla mikroorganizmów.

Takie poliestry wytwarza się w przedstawionej poniżej reakcji ogólnej.

H 11

HO-R^-OH + H0-C-R₂-C-0H

DIOL KWAS DWUKARBOKSYLOWY

0

H-< -O-R-pO-C-R^C-J^-OH ALIFATYCZNY POLIESTER gdzie:

Ri oznacza liniowy łańcuch metylenowy -(CH2-)x przy 2 < x < 10,

R2 również oznacza liniowy łańcuch metylenowy -(CH2-)y przy 2 < y < 10, a n oznacza stopień polimeryzacji.

Do przykładowych alifatycznych poliestrów tego typu należą:

Poli(adypinian etylenowy), w którym x = 2, a y = 4;

Poli(adypinian propanodiolu-1,3), w którym x = 3, a y = 4;

Poli(adypinian butanodiolu-1,4), w którym x = 4, a y = 4;

Poli(sebacynian etylenu), w którym x = 2, a y = 8;

Poli(sebacynian butanodiolu-1,4), w którym x = 4, a y = 8;

Poh(bursztynian propanodiolu-1,3), w którym x = 3, a y = 2;

Poli(glutaran butanodiolu-1,4), w którym x = 4, a y = 3.

Poliuretany ulegające rozkładowi biologicznemu można wytwarzać z poliestrów alifatycznych o niskiej masie cząsteczkowej otrzymanych z ε-kaprolaktonu lub produktów kondensacji diolu i kwasu dwukarboksylowego. Ogólnie te poliestry mają masę cząsteczkową poniżej 10000 g/mol, a często zaledwie 1000 - 2000 g/mol. Przykłady poliestrów metanowych ulegających rozkładowi biologicznemu otrzymanych z adypinianu poliglikolu etylenowego, poh( adypinianu propanodiolu-1,3) i poli(adypinianu butanodiolu-1,4) ujawniono w The Prospects for Biodegradable Plastics F. Rodrigueza (Chem. Tech, lipiec - 1971), przytoczonym tu jako źródło literaturowe. Dla potrzeb niniejszego wynalazku poliuretany ulegające rozkładowi biologicznemu wytworzone z poliestrów alifatycznych są uważane za poliestry alifatyczne i nadają się do stosowania zgodnie z nim.

Poli(a-hydroksyalkanokarboksylany)

Inną grupę ulegających rozkładowi biologicznemu alifatycznych poliestrów tworzą te otrzymane z kwasów α-hydroksykarboksylowych. Do tej grupy poli-(a-hydroksyalkanokarboksylanów) należą polimery syntetyczne, takie jak polimleczany z kwasu mlekowego oraz polimery naturalne, takie jak polimery polihydroksymaślanowe (PHB) i kopolimery polihydroksymaślano-walerianianowe (PHBV). Korzystne przykłady homopolimeru polihydroksymaślanowego i kopolimerów polihydroksymaślano-walerianianowych opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4393167

173 320 (Holmes i in.) wydanym 12 lipca 1983 r. i w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4880597 (Martini i in.) wydanym 14 listopada 1989 r., przytoczonych tu jako źródła literaturowe. Kopolimery PHBV mają ogólną budowę przedstawioną poniżej.

Hydroksywalerianian (HV) Hydroksymaślan (HB)

Takie kopolimery są dostępne w handlu jako produkt Imperial Chemical Industries pod nazwą handlową BIOPOL.

Polimery BIOPOL wytwarza się drogą fermentacji cukru z udziałem bakterii A1caligenes eutrophus. Polimery BHBV są obecnie produkowane z zawartością walerianianu około 5 - 24% molowych. Podczas pracy nad niniejszym wynalazkiem nieoczekiwanie okazało się, że polimery PHBV można także mieszać z wzajemnie przenikającą się siatką skrobiową i wytłaczać w postaci folii ulegających rozkładowi biologicznemu. Kopolimery PHBV zawierające około 10 - 24% molowych walerianianu są korzystne, gdyż ich temperatura topnienia jest na tyle niska, że pozwala na przetwórstwo stopionej mieszanki w temperaturze niższej od temperatury rozkładu termicznego składnika skrobiowego, wynoszącej około 160°C.

Jeszcze innym typem alifatycznego poliestru, nadającym się do użycia zgodnie z niniejszym wynalazkiem, jest produkt reakcji utleniania kopolimerów etylen/tlenek węgla środkami utleniającymi typu nadkwasów. Korzystne przykłady tych materiałów opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4929711 (Chang i in.) wydanym 29 maja 1990 r. i w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4957997 (Chang i in.) wydanym 18 września 1990 r., przytoczonych tu jako źródła literaturowe.

C. Poliolefiny

Do mieszanek na folie stanowiące warstwy spodnie według mniejszego wynalazku można także stosować dodatkowe składniki oparte na poliolefinach i kopolimerach poliolefin. Korzystnymi przykładami takich nadających się tu do stosowania olefin są polietylen, polipropylen, kopolimery etylen/propylen, kopolimery etylen/octan winylu, kopolimery etylen/kwas akrylowy, kopolimery etylen/kwas metakrylowy, kopolimery etylen/akrylan, kopolimery etylen/tlenek węgla i kopolimery etylen/alkohol winylowy. Do innych przykładowych odpowiednich poliolefin należą polistyren, polioctan winylu, polibuten-1, polibuten-2, polipenten-1, polipenten-2, poli(3-metylopenten-1), poli(4-metylopenten-1), 1,2-polibutadien-1,3, 1,4-polibutadien-1,3, poliizopren, polichloropren, itp. Warstwy spodnie według niniejszego wynalazku mogą zawierać od 1% do około 40% wagowych tych poliolefin, a korzystniej od 1% do około 33% wagowych materiałów poliolefinowych.

Składniki ewentualne

Oprócz wyżej wspomnianych składników ulegające rozkładowi biologicznemu folie według niniejszego wynalazku mogą zawierać inne składniki, znane lub które staną

173 320 się znane w przyszłości, w tym lecz nie wyłącznie, środki przeciwblokujące, środki przeciwstatyczne, środki poślizgowe, stabilizatory termiczne, przeciwutleniacze, dodatki proutleniąjące, pigmenty, plastyfikatory, itd.

Środki przeciwblokujące zapobiegają wzajemnemu przyklejaniu się do siebie warstw folii, gdy zwinięte są w rulon lub zapakowane jedne przy drugich. Do typowych środków przeciwblokujących należą koncentraty krzemionki lub talku zmieszane z materiałami polimerycznymi, takimi jak polietylen lub polikaprolakton.

Zmniejszenie blokowania się folii według niniejszego wynalazku można osiągnąć także wprowadzając na powierzchnię folii niewielkie cząstki lub proszki, takie jak kreda, ił, krzemionka, skrobia i podobne materiały. Sproszkowane materiały polimeryczne (np. policzterofluoroetylen) również nadają się do zmniejszania blokowania przez ich nanoszenie na powierzchnię folii według niniejszego wynalazku. W celu zmniejszenia blokowania folii można prowadzić tylko taką obróbkę powierzchni folii, względnie łączyć ją z innymi metodami zmniejszającymi blokowanie. Dość proszkowej substancji przeciwblokującej zwykle wprowadzana na powierzchnię folii, gdy stosuje się ją, wynosi około 0,5 - 5 g/m².

Do folii według niniejszego wynalazku można wprowadzać środki przeciwstatyczne; do przykładów takich środków należą etoksylowane aminy i IV-rzędowe sole amin z grupami organicznymi o długości około 12 - 18 atomów.

Środki tego typu powoli dyfundują do powierzchni folii i ze względu na swój charakter jonowy tworzą warstwę przewodzącą elektryczność na powierzchni folii. Środki przeciwelektrostatyczne, gdy stosuje się je, stanowią około 1-5% wagowych w przeliczeniu na masę folii.

Środki poślizgowe można wprowadzać do folii według niniejszego wynalazku w celu zmniejszenia zatrzymywania się na kalandrach i innych urządzeniach formujących. Przykładami takich środków są te zwykle otrzymywane z amidów kwasów tłuszczowych o około 12 - 22 atomach węgla. Takie środki mogą wzmagać właściwości przeciwblokujące folii według niniejszego wynalazku. Na ogół środki poślizgowe, gdy stosuje się je, wprowadza się w ilości około 0,05 - 3% wagowych.

W celu zmniejszenia rozkładu zgodnych z wynalazkiem folii ulegających rozkładowi biologicznemu podczas przetwórstwa przez wytłaczanie lub innymi metodami, do mieszanek polimerowych można dodać stabilizatorów termicznych i przeciwutleniaczy. Te typy dodatków mogą jednak ujemnie wpływać na zdolność do rozkładu biologicznego i kompostowalność folii, gdy doda się ich za dużo. W rezultacie, mimo dostępności wielu typów stabilizatorów termicznych, przeciwutleniaczy pierwotnych i przeciwutleniaczy wtórnych, korzystnie do mieszanek wzajemnie przenikających się siatek skrobiowych z alifatycznymi poliestrami, stosowanych na folie według wynalazku, nie dodaje się żadnych stabilizatorów.

W przypadku, gdy w foliach według wynalazku znajduje się ewentualny składnik poliolefinowy, w celu wzmożenia rozkładu poliolefiny do folii można wprowadzić układ pro-utleniający. Układy pro-utleniające są opracowane tak, by obniżyć masę cząsteczkową poliolefin do wartości poniżej około 1000, dzięki czemu krótkie oligomeryczne segmenty stanowiące pozostałości mogą ulec rozkładowi biologicznemu pod działaniem mikroorganizmów.

Układy pro-utleniające są na ogół złożone z wielu składników, w tym przeciwutleniacza, który jest czynny przez stosunkowo krótki okres czasu oraz pro-utleniacza, takiego jak organiczna sól metalu przejściowego. Do układu pro-utleniającego można także wprowadzać inne powodujące szybki rozkład dodatki, takie jak chemiczne nienasycone polimery lub kopolimery albo cząstki wypełniaczy pochodzenia naturalnego, takich jak skrobie, białka, celuloza i cukry.

Przykładowo w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4983651 (Griffin) wydanym 8 stycznia 1991 r., przytoczonym tu jako źródło literaturowe, ujawniono ulegające rozkładowi kompozycje plastykowe na podstawie olefin zmieszanych

173 320 z przeciwutleniaczem, skrobią, kopolimerem styren/butadien i organiczną solą metalu przejściowego. Metal przejściowy jest wybrany z grupy obejmującej Ca, Zn, Cu, Ag, Ni, Co, Fe, Mn, Cr i V, a sól organiczna jest wybrana z grupy obejmującej stearyniany, oleiniany, behemiany, mirystyniany, erukany, linoleniany, nafteniany, acetonyloacetoniany, hydroksychinoliniany i stanowiąc sole kompleksy metali i amin. Kompleksy soli metali przejściowych stosuje się w takiej ilości, by zawartość metalu w kompozycji wynosiła około 0,001 - 1,0% wagowych.

Zastosowanie przeciwutleniaczy razem z solami metali przejściowych jako dodatków do poliolefin ujawniono także w brytyjskim opisie patentowym nr 1434641 (Huels) wydanym 5 maja 1976 r., przytoczonym tu jako źródło literaturowe. Ujawniono kompozycje poliolefinowe zawierające 0,01 -1,0% przeciwutleniacza, 0,02 -1,0% organicznej soli miedzi i 0,1 - 0,2% organicznej soli manganu, kobaltu lub żelaza, w której grupa organiczna jest wybrana spośród ugrupowań oleinianów, palmitynianów i stearynianów.

Zgodnie z korzystnym wariantem niniejszego wynalazku stosunek wagowy alifatycznego poliestru do składnika destrukturyzowanej skrobi wynosi co najmniej 1:1. Tak więc w przypadku ulegających rozkładowi biologicznemu folii zawierających dwuskładnikową mieszankę alifatycznego poliestru i składnika destrukturyzowanej skrobi zawartość alifatycznego poliestru wynosić będzie co najmniej 50% wagowych, korzystnie około 55 - 85%, a najkorzystniej około 60 - 80%. Korzystnie taka folia będzie także zawierać około 10 - 50%, a korzystniej około 15 - 35% składnika destruktuiyzowanej skrobi.

Ulegające rozkładowi biologicznemu folie według niniejszego wynalazku można poddawać przetwórstwu znanymi metodami wytwarzania folii z mieszanek polimerycznych na zwykłych urządzeniach do wytwarzania folii. Pastylki wyżej opisanych składników można najpierw mieszać na sucho, a potem w stopie w samej wytłaczarce do folii. Alternatywnie, jeśli mieszanie w wytłaczarce nie jest wystarczające, pastylki można najpierw mieszać na sucho, a potem w stopie w wytłaczarce wstępnej, a potem ponownie pastylkować przed wytłaczaniem folii.

Mieszanki polimeryczne można przetwarzać w stopie na folie metodą wylewania lub wytłaczania z rozdmuchiwaniem, przy czym obie te metody opisał Allan A. Griff w Plastic Extrusion Technology - 2nd. Ed. (Van Nostrand Reinhold - 1976), przytoczonej tu jako źródło literaturowe. Folię wylewaną wytłacza się przez liniową dyszę. Na ogół płaską folię suszy się na dużym ruchomym wypolerowanym walcu metalowym. Ulega ona szybkiemu schłodzeniu, oddziela się od tego pierwszego walca, przechodzi przez jeden lub większą liczbę pomocniczych walców chłodzących, a potem przez serię pokrytych kauczukiem walców ciągnących czyli odciągających i wreszcie trafia na walec zwijający. Sposób wytwarzania ulegającej rozkładowi biologicznemu wylewanej folii według niniejszego wynalazku, odpowiedniej do użycia jako warstwa spodnia w wyrobie chłonnych, opisano dalej w przykładzie I.

Przy wytłaczaniu folii z rozdmuchiwaniem stop wytłacza się w górę przez wąską pierścieniową dyszę. Proces ten nazywa się także wytłaczaniem rękawa folii. Przez środek dyszy wprowadza się powietrze nadmuchujące rękaw i rozszerzające go. Tworzy się w ten sposób ruchomy pęcherz, którego wielkość utrzymuje się cały czas na tym samym poziomie kontrolując ciśnienie dostarczanego do wewnątrz powietrza. Rękaw foliowy chłodzi się powietrzem wdmuchiwanym poprzez jeden lub większą liczbę pierścieni chłodzących otaczających rękaw. Następnie rękaw spłaszcza się, przez przeciągnięcie go na ramę spłaszczającą poprzez dwa walce ciągnące, i odsyła na zwijarkę. Gdy rękaw stosuje się na warstwy spodnie, spłaszczony rękaw rozcina się, rozwija i tnie na szerokość odpowiednią do użycia w wyrobach chłonnych.

Materiały foliowe stosowane jako nieprzenikalne dla płynów warstwy spodnie w wyobach chłonnych, takich jak jednorazowe pieluszki, na ogól mają grubość od 0,01 mm do około 0,2 mm, a korzystnie od 0,012 mm do około 0,051 mm.

173 320

Na ogół nieprzenikalną dla płynów warstwę spodnią łączy się z przenikalną dla płynów warstwą wierzchnią i rdzeniem absorbującym usytuowanym pomiędzy warstwą wierzchnią i warstwą spodnią oraz ewentualnie z elementami elastycznymi i klapkami mocującymi z taśmy. Warstwa wierzchnia, warstwa spodnia, rdzeń absorbujący i elementy elastyczne można zestawić według różnych dobrze znanych konfiguracji, przy czym korzystną konfigurację pieluszki opisano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3860003 zatytułowanym Contractible Side Portion for Disposable Diaper (Kenneth ' B. Buell), wydanym 14 stycznia 1975 r., przytoczonym tu jako źródło literaturowe.

Warstwa wierzchnia jest dopasowująca się, miękka w dotyku i nie drażni skóry osoby noszącej. Ponadto warstwa wierzchnia jest przenikalna dla płynów i pozwala, by płyny szybko przemieszczały się przez jej grubość. Odpowiednią warstwę wierzchnią można wytworzyć z wielu różnych materiałów, takich jak porowate pianki, pianki siatkowe, folie plastykowe z otworkami, włókna naturalne (np. włókna drzewne lub bawełniane), włókna syntetyczne (np. włókna poliestrowe lub polipropylenowe) lub połączenia włókien naturalnych i syntetycznych. Korzystnie warstwę wierzchnią wytwarza się z materiału hydrofobowego, dla odizolowania skóry osoby noszącej od płynów w rdzeniu absorbującym.

Szczególnie korzystna warstwa wierzchnia złożona jest z ciętych włókien polipropylenowych o grubości około 1,5 denier, takich jak polipropylen Hercules type 151 wprowadzony na rynek przez Hercules Inc. z Wilmington, Delaware. Stosowane tu określenie 'w^łókna cięte dotyczy włókien o długości co najmniej około 16 mm.

Istnieje szereg technik wytwarzania nadających się do zastosowania w celu otrzymania warstw wierzchnich.

Przykładowo warstwa wierzchnia może być tkana, nietkana, czesana, gręplowana, itp. Korzystna jest gręplowana warstwa wierzchnia, zespolona termicznie sposobami dobrze znanymi fachowcom z dziedziny włókiennictwa. Korzystnie waga warstwy wierzchniej wynosi około 18-25 g/m², jej minimalna wytrzymałość na rozciąganie wzdłużne w stanie suchym wynosi co najmniej około 400 g/cm, a wytrzymałość na rozciąganie poprzeczne w stanie mokrym co najmniej około 55 g/cm.

Warstwę wierzchnią łączy się z warstwą spodnią w dowolny sposób. Stosowane tu określenie łączy się obejmuje konfiguracje, zgodnie z którymi warstwę wierzchnią łączy się z warstwą spodnią bezpośrednio, poprzez zamocowanie warstwy wierzchniej bezpośrednio do warstwy spodniej oraz konfiguracje, zgodnie z którymi warstwę wierzchnią łączy się z warstwą spodnią pośrednio, poprzez zamocowanie warstwy wierzchniej do członów pośrednich, które z kolei są zamocowane do warstwy spodniej. Zgodnie z korzystnym wariantem warstwę wierzchnią łączy się z warstwą spodnią bezpośrednio na obrzeżach pieluszki, przy użyciu takiego zamocowania jak klej lub dowolne znane zamocowania. Przykładowo w celu zamocowania warstwy wierzchniej do warstwy spodniej można zastosować jednorodną, ciągłą warstwę kleju, warstwę kleju tworzącą jakiś wzór, względnie układ oddzielnych szlaczków lub kropel kleju.

Klapki mocujące z taśmy umieszcza się zwykle z tyłu pieluszki na wysokości odpowiadającej talii, w celu umożliwienia umocowania i przytrzymania jej na osobie noszącej. Można stosować dowolne ' klapki mocujące z taśmy, takie jak taśma mocująca ujawniona w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3848594 (Kenneth B. Buell), przytoczonym tu jako źródło literaturowe. Te klapki mocujące z taśmy lub inne środki mocujące pieluszki przytwierdza się zwykle w pobliżu naroży pieluszki.

Korzystne pieluszki mają elastyczne elementy w pobliżu obrzeży, korzystnie wzdłuż każdego z dłuższych boków, tak że elastyczne elementy przyciągają i przytrzymują pieluszkę przy nogach osoby noszącej. Elastyczne elementy są przytwierdzone do pieluszki w sposób elastyczno-zwierający, toteż gdy pieluszka jest nie umocowana te elastyczne elementy skutecznie ściągają czyli zbierają pieluszkę. Elastyczne elementy można przytwierdzić w sposób elastyczno-zwierający co najmniej dwojako. Przykładowo

173 320 elastyczne elementy można naciągnąć i przymocować gdy pieluszka nie jest ściśnięta. Alternatywnie pieluszkę można ścisnąć, np. przez sfałdowanie, i elastyczne elementy przytwierdzić i połączyć z pieluszką, gdy te elastyczne elementy są w stanie rozluźnionym czyli nierozciągniętym.

Elastyczne elementy mogą mieć liczne konfiguracje. Przykładowo szerokość elastycznych elementów może zmieniać się od około 0,25 mm do około 25 mm lub powyżej; elastyczne elementy mogą zawierać pojedynczą taśmę elastycznego materiału, względnie elastyczne elementy mogą być prostokątne lub krzywoliniowe. Ponadto elastyczne elementy można przytwierdzić do pieluszki dowolną z kilku znanych metod. Przykładowo elastyczne elementy można przytwierdzić przy użyciu ultradźwięków, zespolić z pieluszką termicznie lub pod ciśnieniem, stosując różne sposoby przyłączenia, względnie- te elastyczne elementy można po prostu przykleić do pieluszki.

Rdzeń absorbujący pieluszki jest umieszczony między warstwą wierzchnią i warstwą spodnią. Rdzeń absorbujący można wytwarzać w wielu rożnych rozmiarach i kształtach (np. czworokątny, w kształcie klepsydry, asymetryczny, itd.). Całkowita chłonność rdzenia absorbującego powinna być jednak zgodna z przewidywanym obciążeniem płynem w przypadku przewidzianego zastosowania wyrobu chłonnego lub pieluszki. Ponadto wymiary i chłonność rdzenia absorbującego mogą się zmieniać, dla dopasowania ich do osób noszących, od niemowlęcia do ludzi dorosłych.

Korzystna postać pieluszki ma zmodyfikowany rdzeń absorbujący w kształcie klepsydry. Rdzeń absorbujący korzystnie stanowi siatka lub zwój filcu, włókien masy drzewnej, z zawartą w nich polimeryczną kompozycją absorbującą w postaci cząstek.

Innymi przykładami wyrobów chłonnych według niniejszego wynalazku są podpaski przeznaczone do przyjmowania i zatrzymywania wydzieliny z pochwy, np. krwi menstruacyjnej. Jednorazowe podpaski są zaprojektowane tak, by były przytrzymywane przy ludzkim ciele przez ubranie, takie jak bielizna, majtki lub specjalnie zaprojektowany pas. Przykłady rodzajów podpasek, w przypadku których można z łatwością zastosować niniejszy wynalazek przedstawiono w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4687478 zatytułowanym Kształtowe podpaski ze skrzydełkami (Kees J. Van Tilburg) wydanym 18 sierpnia 1987 r. oraz w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4589876 zatytułowanym Podpaska (Kees J. Van Tilburg) wydanym 20 maja 1986 r., przy czym ujawnienia z obu tych opisów przytacza się tu jako odnośniki. Jest oczywiste, że opisane tu polimeryczne kompostowalne folie można stosować jako nieprzenikalną dla płynów warstwę spodnią takich podpasek. Z drugiej strony będzie zrozumiałe, że niniejszy wynalazek nie jest ograniczony do żadnej określonej konfiguracji czy struktury podpaski.

Ogólnie podpaski zawierają nieprzenikalną dla płynów warstwę spodnią, przenikalną dla płynów warstwę wierzchnią oraz rdzeń absorbujący umieszczony pomiędzy warstwą wierzchnią i warstwą spodnią. Warstwę spodnią tworzy jedna z kompostowalnych folii na bazie mieszanki opisanych powyżej składników polimerycznych. Warstwę wierzchnią może stanowić dowolny nadający się na warstwy wierzchnie materiał omówiony w odniesieniu do pieluszek.

Ważne jest, że wyroby chłonne według niniejszego wynalazku są kompostowalne w wyższym stopniu niż tradycyjne wyroby chłonne zawierające poliolefinę, na ogół w postaci polietylenowej warstwy spodniej.

Określenie kompostowalny w używanym tu znaczeniu oznacza materiał spełniający następujące trzy warunki: (1) można go przerobić w kompostowni odpadów stałych; (2) po takiej przeróbce znajduje się w kompoście końcowym; i (3) gdy kompost jest stosowany w glebie, ten materiał ulegnie w glebie ostatecznemu rozkładowi.

Polimeryczny materiał foliowy obecny w stałych odpadach przerabianych w kompostowni niekoniecznie trafia do kompostu końcowego. Pewne kompostownie poddają strumień stałych odpadów klasyfikacji pneumatycznej przed dalszą przeróbką, dla oddzielenia papieru i innych materiałów. Najprawdopodobniej podczas takiej klasyfikacji

173 320 pneumatycznej folia polimeryczna oddzieli się od strumienia stałych odpadów, a zatem nie zostanie przerobiona w kompostowni. Tym niemniej może być ona nadal komprttrwalna'^l według powyższej definicji, gdyż można ją przerobić w kompostowni.

Warunek, by materiał znalazł się w końcowym kompoście oznacza na ogół, że ulega on jakiejś formie rozkładu w procesie kompostowania. Na ogół strumień odpadów stałych zostaje we wczesnym stadium procesu kompostowania poddany etapowi darcia. W rezultacie folia polimecycana będzie miała raczej postać strzępków, a nie arkusza. W końcowej fazie procesu kompostowania gotowy kompost poddaje się przesiewaniu. Zazwyczaj strzępki polietylenu nie przejdą przez sita, jeśli zachowały rozmiary, które miały bezpośrednio po etapie darcia. Kompostowalne materiały według niniejszego wynalazku tracą w procesie kompostowania swą ciągłość fizyczną w stopniu pozwalającym na to, by na wpół podarte strzępki przeszły przez sita. Można jednak sobie wyobrazić, że w kompostowni strumień stałych odpadów zostanie poddany bardzo dokładnemu darciu zamiast darcia zgrubnego, a wówczas nie ulegające rozkładowi polimery polietylenowe spełniłyby warunek (2). Spełnienie warunku (2) nie wystarcza dla uznania materiału na kompostowalny według niniejszej definicji. Tym co naprawdę odróżnia zdefiniowany tu materiał kompostowalny do takich materiałów jak polietylen jest warunek (3), według którego materiały takie muszą ostatecznie ulec rozkładowi biologicznemu w glebie. Ów rozkład biologiczny musi być całkowity, do CO2 i wody. Ten warunek rozkładu biologicznego nie ma zasadniczego znaczenia dla procesu kompostowania czy zastosowania gleby kompostującej. Stałe odpady i powstały z nich kompost mogą zawierać wszelkie rodzaje nie ulegających rozkładowi biologicznemu materiałów, np. piasek. Jednak dla uniknięcia nabudowywania się w glebie materiałów wytworzonych przez człowieka, konieczne jest by takie materiały w pełni ulegały rozkładowi biologicznemu. Z tego samego punktu widzenia nie jest wcale konieczne, by ten rozkład biologiczny był szybki. Jeśli tylko sam materiał lub pośrednie produkty jego rozkładu nie są toksyczne lub w inny sposób szkodliwe dla gleby i upraw, w pełni akceptowalny jest kilkumietięcany lub nawet kilkuletni proces rozkładu biologicznego, gdyż warunek ten stawia się wyłącznie dla uniknięcia nagromadzania się materiałów wytworzonych przez człowieka w glebie.

Następujące przykłady ilustrują praktykę niniejszego wynalazku, bez jego ograniczania.

Przykład I. Wytworzono suchą mieszankę 70 : 30 (wagowo) polikaprolaktonu TONE P-787 i Mater-Bi Grade SA007 przez dodanie 7,94 kg (17,5 funtów) pastylek TONE do 3,40 kg (7,5 funtów) Mater-Bi w Kelly Duplex Mixer i mieszanie przez 15 minut.

Suchą mieszankę stopiono i zmieszano w 150°C w mieszalniku do przygotowywania mieszanek Brabender z podwójnym ślimakiem, wyposażonym w dyszę z ośmioma otworami wytwarzającą pęczek prętów. Stopione pręty chłodzono i zestalano w kąpieli wodnej przed wprowadzeniem ich do pastylkarki Cumberland Owedzer Pellitiaer, w której każdy pręt cięto na pastylki o długości około 3,175 mm (0,125 cali).

Pastylki przerabiano na folię o grubości około 0,030 mm (0,0012 cala) z użyciem wytłaczarki z pojedynczym ślimakiem o średnicy 30 mm (Zahmadwerk Kallman) wyposażonej w standardowy ślimak do poliolefin i 609,6 mm (24-calową) dyszę w kształcie spłaszczonego półkola. Temperatura w cylindrze wytłaczarki zmieniała się od około 127°C w strefie zasilania do około 132^OC na końcu, w pobliżu dyszy. Temperaturę dyszy utrzymywano na poziomie około 138°C. Odbiór i zwijanie folii realizowano z użyciem urządzenia odbierającego Johnson. Chłodzące walce, na których folia chłodzi się i zestala utrzymywano w około 21°C. Po ochłodzeniu grube brzegi folii obcinano i usuwano, a gotową folię o szerokości 242,4 mm (13,5 cala) nawijano na tekturowy rdzeń o średnicy 76,2 mm (3 cali).

173 320

Powstała folia była przejrzysta i wykazywała doskonałą moc i wytrzymałość mechaniczną. Te właściwości utrzymywały się nawet po starzeniu w 50°C wilgotność (względna ~ 10%) przez 3 miesiące.

Przykład II. Wytworzono suchą mieszankę 66 : 17 : 17, wagowo, TONE P-787, Mater-Bi SA007 i kopolimeru etylen-kwas akrylowy (DOW PRiMACOR 3460) przez połączenie 7,48 kg (16,5 funtów) TONE, 1,93 kg (4,25 funtów) Mater-Bi i 1,93 kg (4,25 funta) pastylek PRIMACOR w Kelly Duplex Mixer i mieszanie przez 30 minut.

Suchą mieszankę stopiono i mieszano w mieszalniku do mieszanek Brabender z dyszą o ośmiu otworach do wytwarzania pęczka prętów. Temperaturę cylindra mieszalnika utrzymywano na poziomie 155 -160°C, a dyszę utrzymywano w około 145°C. Pręty chłodzono w kąpieli wodnej i pastylkowano, jak to opisano w przykładzie I.

Pastylki przerobiono na folię o grubości od około 0,030 mm (0,0012 cala) do około 0,036 mm (0,0014 cala) z użyciem tej samej wytłaczarki i urządzeń odbierających jak w przykładzie I. Temperatura dyszy i warunki odbierania były takie same. Postałą folię, po przycięciu na szerokość około 242,9 mm (13,5 cala), nawinięto na tekturowy rdzeń o średnicy 76,2 mm (3 cali).

Przykład III. Jednorazową pieluszkę dziecinną według niniejszego wynalazku wytworzono w następujący sposób. Podane wymiary odnoszą się do pieluszki przeznaczonej do użycia przez dziecko o wadze 6 -10 kg. Te wymiary można proporcjonalnie modyfikować dla dzieci o różnym wzroście lub dla wytworzenia majtek dla dorosłych nie utrzymujących moczu, zgodnie ze standardową praktyką.

1. Warstwa spodnia: 0,020 - 0,038 mm folia z mieszanki 70 :30 polikaprolaktonu i Mater-Bi (wytworzona w sposób opisany w przykładzie I), o szerokości górnej i dolnej krawędzi 33 cm, nacięta do wewnątrz po obu bokach tak, by szerokość na środku wynosiła 28,5 cm; długość 50,2 cm.

2. Warstwa wierzchnia: gręplowane i zespolone termicznie cięte włókna polipropylenowe (polipropylen Hercules type 151), szerokość górnej i dolnej krawędzi 33 cm, nacięte do wewnątrz po obu bokach tak, by szerokość na środku wynosiła 28,5 cm; długość 50,2 cm.

3. Rdzeń absorbujący: 28,6 g celulozowej pulpy drzewnej i 4,9 g cząstek żelującego materiału absorbującego (handlowy poliakrylan z Nippon Shokubai), grubość 8,4 cm, kalandrowany, szerokość krawędzi górnej i dolnej 28,6 cm, nacięty obustronnie do wewnątrz tak, by szerokość na środku wynosiła 10,2 cm; długość 44,5 cm.

4. Taśmy elastyczne wokół nóg: cztery oddzielne taśmy gumowe (2 na każdą stronę), szerokość 4,77 mm; długość 370 mm; grubość 0,178 mm (powyższe wymiary odnoszą się do ułożenia luźnego).

Pieluszkę wytworzono w znany sposób, przez ułożenie materiału rdzeniowego przykrytego warstwą wierzchnią na warstwie spodniej i sklejenie.

Elastyczne taśmy (zwane 'wewnętrznymi i zewnętrznymi, co odpowiada taśmom odpowiednio najbliżej i najdalej rdzenia) rozciągnięto na około 50,2 cm i umieszczono wzdłuż każdego z dłuższych boków (po 2 taśmy na każdy bok) rdzenia. Taśmy wewnętrzne umieszczono wzdłuż każdego boku w odległości około 55 mm od najwęższej krawędzi elastycznej taśmy. Dzięki temu wzdłuż każdego boku pieluszki uzyskano element dystansujący zawierający elastyczny materiał warstwy wierzchniej/warstwy spodniej między wewnętrzną taśmą elastyczną i zakrzywioną krawędzią rdzenia. Wewnętrzne taśmy przykleja się na ich długości w stanie rozciągniętym. Zewnętrzne taśmy umieszcza się w odległości około 13 mm od taśm wewnętrznych i przykleja się na ich długości w stanie rozciągniętym. Połączenie warstwa wierzchnia/warstwa spodnia jest giętkie, a przyklejone taśmy kurczą się, nadając elastyczność bokom pieluszki.

Przykład IV. Lekka wkładka higieniczna odpowiednia do stosowania między dwiema menstruacjami jest złożona z podkładki (pole powierzchni 117 cm², filc SKK 3,09 g) zawierającej 1,0 g żelującego absorbenta w postaci cząstek (handlowy

173 320 li!

poliakrylan; Nippon Shokubai), umieszczonej pomiędzy porowatą foliową warstwą wierzchnią według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4463045 i warstwą spodnią z folii o grubości 0,03 mm z polikaprolaktonu/Mater-Bi (70 : 30 wagowo), wytworzonej jak w przykładzie I.

Przykład V. Wyrób do stosowania podczas menstruacji w postaci podpaski z dwoma skrzydełkami wystającymi na zewnątrz z rdzenia absorbującego wytworzone z użyciem podkładki w taki sposób jak w przykładzie IV (pole powierzchni 117 cm²; 8,5 g filcu SSK), według wzoru z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4687478, Van Tilburg, 18 sierpnia 1987 r. Materiały na warstwę wierzchnią i warstwę spodnią były takie same jak opisane w przykładzie IV.

Przykład VI. Pieluszkę z przykładu III zmodyfikowano, zastępując warstwę spodnią warstwą spodnią z folii o grubości 0,020 - 0,038 mm z mieszanki 66 : 17 : 17 Tone: Mater-Bi : kopolimeru etylen/kwas akrylowy, wytworzonej jak w przykładzie II.

Na podstawie powyższego opisu fachowiec z łatwością pojmie zasadniczą charakterystykę niniejszego wynalazku i bez odchodzenia od jego ducha i zakresu będzie mógł dokonywać różnych zmian i modyfikacji dla zaadaptowania wynalazku do różnych zastosowań i warunków, które nie zostały tu konkretnie wymienione.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Folia ulegająca rozkładowi biologicznemu i nieprzenikalna dla płynów, znamienna tym, że stanowi mieszankę zawierającą od 10% do 50% wagowych wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego o zawartości alkoholu winylowego od 50% molowych do 80% molowych oraz od 50% do 90% wagowych poliestru alifatycznego wybranego z grupy składającej się z polikaprolaktonu i produktu utleniania kopolimeru etylenu i tlenku węgła przy użyciu środka utleniającego typu nadkwasu, przy czym stosunek wagowy poliestru alifatycznego do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi co najmniej 1:1 oraz ewentualnie zawierającą ponadto plastyfikator.
2. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera mniej niż 40% wolnej skrobi w postaci cząstek o średniej wartości średnicy poniżej 1 μm.
3. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera od 15% do 35% wagowych wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru oraz od 60% do 80% wagowych poliestru alifatycznego.
4. Folia według zastrz. 3, znamienna tym, że zawiera mniej niż 20% wolnej skrobi w postaci cząstek o średniej wartości średnicy poniżej 1 μm.
5. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wagowy polikaprolaktonu do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi od 3:2 do 4:1.
6. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że stosunek wagowy poliestru alifatycznego do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi i kopolimeru wynosi od 3:2 do 4:1.
7. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera plastyfikator wybrany z grupy składającej się z mocznika, gliceryny, monoestrów gliceryny, sorbitu, estrów sorbitu, eterów sorbitu i glikoli.
8. Folia według zastrz. 1, znamienna tym, że stanowi mieszankę zawierającą wzajemnie przenikającą się siatkę destrukturyzowanej skrobi oraz kopolimeru etylenu i alkoholu winylowego o zawartości alkoholu winylowego od 50% molowych do 80% molowych oraz plastyfikator wybrany z grupy składającej się z mocznika, gliceryny, monoestrów gliceryny, sorbitu, estrów sorbitu, eterów sorbitu i glikolu oraz zawierającą polikaprolakton, którego stosunek wagowy do wzajemnie przenikającej się siatki destrukturyzowanej skrobi, kopolimeru i plastyfikatora wynosi od 3:2 do 4:1.

* * *