MXPA01000286A - Peliculas de oxido de polietileno solubles en agua - Google Patents
Peliculas de oxido de polietileno solubles en aguaInfo
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Abstract
La invención se refiere a mezclas de una resina deóxido de polietileno (PEO) y de una emulsión de latex. Las mezclas son formadas mediante el mezclar o recubrir la resina de polvo deóxido de polietileno con una emulsión de latex y mezclar con derretido el polvo. Las mezclas tienen una procesabilidad y flexibilidad mejoradas las cuales son benéficas en la fabricación de fibras y películas a base deóxido de polietileno. Las películas compuestas de la mezcla deóxido de polietileno/latex tienen una flexibilidad, capacidad para respirar y resistencia al rasgado mejoradas y sonútiles para la fabricación de productos desechables para el cuidado personal y médicos que pueden descartarse con descarga de agua, tal como los pañales, los tapones, las toallas para la mujer y las almohadillas de control de la vejiga.
Description
PELÍCULAS DE ÓXIDO DE P^DLIETILENO SOLUBLES EN AGUA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere generalmente a películas poliméricas, a los procesos para su fabricación, y a su uso en productos para el cuidado personal y médico desechables con descarga de agua. Más específicamente, la invención se refiere a la modificación y al procesamiento de resinas de óxido de polietileno (PEO) para hacer películas para la producción de tales productos con descarga de agua los cuales tienen las ventajas de una flexibilidad, suavidad y resistencia al rasgado mejoradas .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los productos para el cuidado personal desechables, tal como los forros para bragas, los pañales y los tapones, son de una gran comodidad, como lo son los productos para el cuidado médico desechables, tal como las cubiertas, los trajes, las cubiertas para la cabeza, y las máscaras para la cara. Estos productos proporcionan el beneficio y la conveniencia de un uso sanitario de una sola vez. Sin embargo, la disposición o desecho de muchos de estos productos es una preocupación debido al espacio de llenado de tierra limitado La incineración de tales productos no es deseable debido a las preocupaciones en aumento acerca de la calidad del aire y debido a los costos y a la dificultad asociada con separar estos productos de otros artículos desechables que no pueden ser incinerados. Consecuentemente, hay una necesidad de productos 5 desechables los cuales puedan ser rápida y convenientemente desechados sin tirarlos o incinerarlos.
Se ha propuesto el desechar tales productos er los sistemas de alcantarillado municipales y privados. Idealmente,
los productos serán degradables en los sistemas de alcantarillado convencionales. Los productos adecuados para el desecho en los sistemas de alcantarillado los cuales pueden ser descartados con descarga de agua en los retretes convencionales y que' se dispersan o se desintegran en el agua son llamados "desechables
con descarga de agua" . El desecho en esta forma es simple, conveniente y sanitario.
Los productos para el cuidado personal y médico deben tener una resistencia suficiente para mantener su
integridad bajo las condiciones ambientales en las cuales estos van a ser usados. Estos deben ser capaces de soportar las condiciones de temperatura elevada y de humedad encontradas durante el uso y almacenamiento y aún perder su integridad con el contacto con el agua en el retrete. Por tanto, es deseable un
material desintegrable en agua el cual sea capaz de procesamiento térmico en una película delgada teniendo una integridad mecánica.
Actualmente, las películas delgadas se hacen típicamente de polímeros insolubles en agua o de mezclas de polímeros. Los polímeros usados frecuentemente incluyen polímeros amorfos, resinas epóxicas y polímeros semicristalinos . 5 Los ejemplos de los polímeros amorfos son poliestireno (PS) , copolímeros de estireno-acrilonitrilo, policarbonato, y poli (cloruro de vinilo) (PVC). Los ejemplos de los polírreros semicristalinos son polietileno (PE) , poliamida (PA) , polibutadieno (PB) , y polipropileno (PP) . Los polímeros más 10 comúnmente usados son polipropileno y polietileno.
Las películas delgadas compuestas de estos polímeros son formadas mediante procesos de soplado de derretido o de extrusión de fundido. La extrusión de película convencional
involucra el mezclar las pelotillas comercialmente disponibles de los polímeros deseados a temperaturas incrementadas, seguido por la extrusión de la mezcla y un extrusor de tornillo único a través de una matriz de ranura para formar una película. La película es entonces enfriada mediante el pasarla a través de una
serie de rodillos enfriados. Las películas hechas en esta forma de tales polímeros insolubles en agua no son adecuadas para usarse en productos para el cuidado personal y para el cuidado médico "desechables con descarga de agua" debido a que estos no poseen las características deseadas, por ejemplo, estos no se
degradarán en los sistemas de alcantarillado convencionales y
áá-J... - „ ,- A , £ ? consecuentemente formarán bloqueos en las tuberías de alcantarillas .
El óxido de polietileno (de aquí en adelante PEO) es un polímero hidrofílico soluble en agua,
-(CH2CH2O)n- ,
que se produce de la polimerización de abertura de anillo de óxido de etileno,
/ \ CH2—CH2
Este está disponible en pesos moleculares ampliamente variables en la forma de un polvo de un número de fuentes, por ejemplo, de Union Carbide Coporation (de Danbury, CT) . El óxido de polietileno es actualmente usado como un floculante para mejorar el depósito de las partículas coloidales sobre la fibras de pulpa de madera en el proceso de fabricación de papel . Este también se usa como un aditivo para modificar tales propiedades como el estado de agregado, el comportamiento de sedimentación, / la reología de los polímeros empleados como pinturas y adhesivos. El óxido de polietileno también es usado para modificar y estabilizar las redes de polímero, por ejemplo, mediante el
-»..
injertar cadenas de óxido de polietileno en una red de poliestireno .
Debido a su interacción única con el agua y los 5 fluidos del cuerpo, los presentes inventores lo consideran como un material componente para los productos para el cuidado personal y desechables con descarga de agua. Sin embargo, las resinas de óxido de polietileno actualmente disponibles no son prácticas para la formación de películas delgadas por la 10 extrusión de derretido o para las aplicaciones de producto para el cuidado personal por varias razones.
Por ejemplo, aún cuando las resinas de óxido de polietileno de peso molecular bajo tienen propiedades de presión
de derretido y de viscosidad de derretido deseables para el procesamiento por extrusión, estas tienen una resistencia de derretido baja y una elasticidad de derretido baja las cuales limitan su capacidad para ser jaladas en películas teniendo un espesor de menos de alrededor de 2 milésimas de pulgada. Las
películas producidas del óxido de polietileno de peso molecular bajo también tienen una resistencia a la tensión baja, una ductabilidad baja, y son muy quebradizas para el uso comercial.
Las resinas de óxido de polietileno de peso
molecular superior, por otro lado, deben producir películas que tengan propiedades mecánicas mejoradas en comparación a aquellas
producidas de un óxido de polietileno de peso molecular bajo. El óxido de polietileno de peso molecular superior, sin embargo, tiene un procesamiento pobre y un jalado de derretido pobre debido a su viscosidad de derretido superior. La presión de derretido y la temperatura de derretido deben ser significativamente elevadas durante la extrusión del derretido del óxido de polietileno de peso molecular superior, resultando en una degradación del óxido de polietileno y en una severa fractura del derretido. Por tanto, sólo pueden hacerse películas muy gruesas de alrededor de 7 milésimas de pulgada o mayores en espesor del óxido de polietileno de peso molecular superior. Las películas de este grueso no son prácticas para aplicaciones de desecho con descarga de agua.
Los intentos para extruir con derretido óxido de polietileno frecuentemente resultan en una degradación severa del óxido de polietileno. Aún cuando pueda ser formada una película, el óxido de polietileno sufre cambios morfológicos tal como la cristalización y el añejamiento, cuando se enfría del derretido y se expone al ambiente circundante. Estos cambios afectan las propiedades mecánicas de la película, resultando en una película que es débil y quebradiza, que tiene una resistencia al rasgado y alargamiento al rompimiento muy baja, y por tanto que no es adecuada para la producción de productos para el cuidado personal. Lo que se requiere en el arte, por tanto, son unos medios para superar las dificultades en el procesamiento de
"te.-derretido de las resinas de óxido de polietileno y para mejorar la ductabilidad y flexibilidad resultante de las películas delgadas formadas de las mismas.
Se conoce en el arte el modificar las resinas de polímero insolubles en agua, tal como el poliestireno y el polipropileno, mediante el incorporar las partículas de hule suave en la estructura polimérica para mejorar la flexibilidad del polímero, para reducir su módulo, y para mejorar la suavidad y flexibilidad del material resultante. El modificador puede ser un elastómero de tipo de hule, un modificador de núcleo-cubierta, u otro polímero, tal como los polímeros de butadieno estireno y los polímeros acrílicos. La incorporación del modificador puede reducir significativamente el módulo elástico del polímero bajo tensión. Esto también puede iniciar el proceso de disipación de energía en la estructura polimérica durante la deformación resultando en un alargamiento incrementado al rompimiento, en una flexibilidad incrementada y en una resistencia al rasgado mejorada. La eficiencia del modificador depende de la composición del modificador/polímero de base específica, de la morfología de la mezcla, de la estructura de fase, y de los mecanismos atiezadores y de las condiciones de proceso.
El modificador puede ser incorporado en el polímero de base a través de varios diferentes procesos. Uro de tales procesos es el de los métodos de mezclado de derretido
.j sía?ft. gt&f- ^vi^B-a&ae-' convencionales. Estos métodos involucran el mezclado de una mezcla de polímero de base con elastómeros termoplásticos o hules en partículas. El mezclado altamente dispersivo y distributivo requerido es finalmente logrado con extrusores de tornillo ge'melo o con mezcladoras de corte superior bajo condiciones de alta temperatura y de corte alto. Otro de tales procesos es el de mezclar hule líquido con un monómero del polímero de base deseado seguido por la polimerización de la mezcla bajo condiciones que resultan en una separación de fase-hule controlada. 10 Hay dos tipos de sistemas de modificador/polímero de base los cuales pueden ser formados: un sistema dispersaido y un sistema de red. En el sistema dispersado, el polímero de base es una matriz a través de la cual son dispersadas las partículas
modificadoras. En un sistema de red, el polímero de base está presente en la forma de partículas o islas las cuales están rodeadas por capas de elastómero delgadas del modificador para formar una red de tipo de panal de abeja. Ambos tipos de sistemas exhiben morfologías muy dispersadas y muy finas. 20 Los sistemas de dispersados típicamente exhiben dos mecanismos atiezadores los cuales proporcionan una absorción de energía adicional en el polímero bajo tensión. Un mecarismo es la formación preferida de grietas o cuarteaduras en las
partículas de hule, por ejemplo, minigrietas soportando la tensión con las fibrillas de polímero estiradas. Este tipo de
'?^^¿^¿^^^^^¿¡ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^r^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ absorción de energ?f ,se observó en el poliestireno de alto impacto y en muchas "erases de polímeros de acrilonitrilo- butadieno-estireno (ABS) . Otro mecanismo es la deformación de corte entre las partículas modificadoras, por ejemplo, el corte 5 múltiple. Este tipo de absorción de energía se observó en el propileno y la poliamida modificada de impacto.
Los sistemas de red o de panal de abeja exhiben un tercer mecanismo de absorción de energía además de los dos 10 mecanismos exhibidos por los sistemas dispersados. En este tercer mecanismo hay un rendimiento intensivo de las partículas termoplásticas dentro de las mallas de la red, por ejemplo, el rendimiento de partícula múltiple.
El óxido de polietileno no puede ser modificado eficientemente por los métodos del arte previo descritos arriba. Es difícil el procesar con derretido el óxido de polietileno bajo las condiciones requeridas para incorporar los modificadores ahulados del arte previo en la matriz de óxido de polietileno
debido a que el óxido de polietileno es muy sensible al corte superior y a la alta temperatura. Los intentos para modificar el óxido de polietileno en esta manera resultan en una estabilidad térmica pobre y en una degradación inducida de corte ailta. Adicionalmente, los extrusores de mezcla de derretido
convencionales emplean una serie de baños de agua para enfriar los hilos de polímero resultantes. Debido a que el óxido de
polietileno es soluble en agua y absorbente del agua, los hilos no pueden ser enfriados en esta manera.
La polimerización de la mezcla de modificador/monómero de óxido de polietileno requeriré, el desarrollo de pasos costosos y complejos. El control de la morfología de la mezcla resultante será significativamente limitado y el éxito de tal proceso es impredecible.
Por tanto, hay una necesidad en el arte de productos para el cuidado personal y médicos desechables que mantengan la integridad y la resistencia durante el uso y qie se degraden en los sistemas de alcantarillado convencionales. Además hay una necesidad en el arte de procesos para modificar el óxido de polietileno para mejorar sus propiedades mecánicas y de procesamiento de derretido.
Adicionalmente, hay una necesidad en el arte ele un óxido de polietileno más flexible, más suave y más resistente al rasgado. También hay una necesidad de una resina de óxido de polietileno que tenga propiedades de procesamiento de derretido mejoradas. Además, hay una necesidad en el arte de una resina de óxido de polietileno la cual es útil para la producción de películas desechables con descarga de agua, de películas delgadas dispersables y de películas con capacidad para respirar desechables con descarga de agua.
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SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN
Dicho en forma general, la presente inverción comprende composiciones dispersables en agua para usarse en 5 productos para el cuidado personal y médico desechables que tienen una flexibilidad y resistencia al rasgado mejoradas. Más particularmente, la presente invención comprende, en un aspecto, mezclas que incluyen óxido de polietileno y látex que proporcionan propiedades de estado sólido y de procesamiento
mejoradas cuando se comparan con el óxido de polietileno convencional . Las mezclas de esta invención que comprenden el óxido de polietileno y el látex poseen una microestructura única la cual proporciona un número de propiedades ventajosas cuando se comparan con el óxido de polietileno sólo. Adicionalmente, el
agua presente en el látex forma una asociación molecular ccn el óxido de polietileno en la mezcla, actuando como un plastificante para el óxido de polietileno.
En un segundo aspecto, la presente invención 20 comprende procesos para modificar el óxido de polietileno, mediante el formar una mezcla que comprende óxido de polietileno y látex, para mejorar las propiedades físicas y de procesamiento de derretido. El proceso incluye el mezclado o el recubrir polvo o pelotillas de óxido de polietileno con una emulsión de látex. 25 La cantidad de emulsión agregada puede variar grandemente. Generalmente, se agrega alrededor de 60 porciento por peso o
:&, *¿ttfc ¿. ^£3t g¡|^ Jg¡ menos de la emulsión basada sobre la mezcla agregada al óxido de polietileno. La mezcla es entonces procesada con derretido, por ejemplo, mediante la extrusión con un extrusor de tornillo gemelo provisto con una matriz de hilo. Los hilos de la mezcla son recolectados sobre una banda transportadora enfriada por ventilador y se cortan en pelotillas.
En otro aspecto, la presente invención comprende películas a base de óxido de polietileno producidas de la mezcla. Estas películas pueden ser producidas, por ejemplo, mediante moldeado por compresión o extrusión de fundido. Estas películas tienen propiedades mecánicas mejoradas, tal como la resistencia a la tensión y la resistencia al rasgado. Las películas también exhiben un módulo reducido y una suavidad, flexibilidcid y ductibilidad mejoradas. Debido a estas propiedades mecánicas mejoradas, las películas de la invención pueden ser producidas a espesores significativamente menores que aquellas formadas sólo con óxido de polietileno. Por ejemplo, las películas de la invención pueden tener espesores de alrededor de una milésirra de pulgada a alrededor de 4 milésimas de pulgada. Estas pueden usarse para procesar térmicamente artículos los cuales tengan propiedades mejoradas, tal como flexibilidad y dispersabilidad, sobre artículos similarmente procesados sólo de óxido de polietileno. Tales artículos incluyen, pero no se limitan a telas, prendas y artículos, tales como cubiertas quirúrgicas, toallas, cubiertas, sobre envolturas, trajes, cubiertas para la
cabeza, máscaras para la cara, cubiertas para los zapatos, envolturas CSR, esponjas, vendajes, cintas, almohadillas interiores, pañales, forros, trapos de lavado, sábanas, cubiertas para almohada, servilletas, cubiertas exteriores de tipo de paño, tapones para la mujer, almohadillas y forros para bragas, películas separadoras y cualesquier materiales tejidos, no tejidos o formados de otra manera. Tales productos pueden ser empleados en la industria médica, ambos en hospitales y en instalaciones de paciente externo, y en ambientes domésticos. 10 Por tanto es un objeto de la invención el modificar las resinas de óxido de polietileno comercialrrente disponibles a fin de mejorar el procesamiento-derretido del óxido de polietileno. 15 Es otro objeto de la invención el modificar el óxido de polietileno a fin de procesar térmicamente el óxido de polietileno en componentes de artículos útiles sin afectar adversamente el óxido de polietileno y las propiedades del
artículo terminado.
Es aún otro objeto de la invención el modificar el óxido de polietileno a fin de termoformar artículos que tengan propiedades mecánicas mejoradas sobre artículos termoformadoe del
arte previo que comprenden el óxido de polietileno convencional.
Otro objeto de la invención es el de proporcionar un proceso para modificar el óxido de polietileno el cual es rápido, económico y eficiente.
Otro objeto de la invención es de mezclas que comprendan óxido de polietileno y látex con una flexibilidad, tiesura y resistencia al rasgado mejoradas.
Aún otro objeto de la invención es el de
proporcionar mezclas que comprenden óxido de polietileno y látex que tengan una microestructura única de una dispersión de nanoescala de partículas de látex finas en el conjunto de estructura de laminillas de la resina de óxido de polietileno.
Es un objeto adicional de la invención el proporcionar una mezcla dispersable en agua que comprende óxido de polietileno y látex que tiene una morfología más cristalina, fina y uniforme que la del óxido de polietileno convencional.
Otro objeto de la invención es el de proporcionar películas a base de óxido de polietileno con una elasticidad, flexibilidad y resistencia al rasgado mejoradas.
Es otro objeto de la invención el proporcionar 25 película a base de óxido de polietileno que tengan una reología
ká¿iém^¡¡U£& de derretido mejorada sobre las películas de óxido de polietileno convencionales .
Más generalmente, la presente inverción proporciona mezclas que comprenden una emulsión y un polímero o mezclas de polímeros los cuales son solubles en agua y/o dispersables en agua y las películas hechas de estas mezclas. Por tanto, es un objeto de la presente invención el modificar los polímeros solubles en agua y dispersables en agua a fin. de mejorar su derretido-procesamiento.
Es otro objeto de la invención el modificar los polímeros solubles en agua y/o dispersables en agua a fin de procesar térmicamente los polímeros en componentes de artículos útiles sin afectar adversamente los polímeros y las propiedades del artículo terminado.
Es otro objeto de la invención el modificar los polímeros solubles en agua y/o dispersables en agua a fu de termoformar artículos que tengan propiedades mecánicas mejoradas sobre los artículos termoformados del arte previo.
Otro objeto de la invención es el de proporcionar un proceso para modificar los polímeros solubles en agua y/o dispersables en agua el cual es rápido, económico y eficiente.
.-.A* -- Otro objeto de la invención es el de proporcionar mezclas que comprenden una emulsión y un polímero o mezclas de polímeros los cuales son solubles en agua y/o dispersables en agua los cuales tienen una flexibilidad, rigidez y resistencia al rasgado mejoradas.
Aún otro objeto de la invención es el de proporcionar mezclas que comprenden una emulsión y un polímero o una mezcla de polímeros los cuales son solubles en agua y/o dispersables en agua que tienen una microestructura única d' una dispersión de partículas finas en el conjunto estructural del polímero .
Es un objeto adicional de la invención el proporcionar mezclas que comprenden una emulsión y un polímero o mezclas de polímeros los cuales son solubles en agua y/o dispersables en agua que tienen una morfología cristalina fina más uniforme que la de los polímeros dispersables en agua y solubles en agua convencionales.
Otro objeto de la invención es el de proporcionar películas hechas de mezclas que comprenden una emulsión y un polímero o una mezcla de polímeros las cuales son solubles en agua y/o dispersables en agua que tienen una ductilidad, flexibilidad y resistencia al rasgado mejoradas.
¿.lafea r..j*? 4? * ....i jf Es aún otro objeto de la invención el proporcionar películas hechas de mezclas que comprenden una emulsión / un polímero o una mezcla de polímeros las cuales son solubles en agua y/o dispersables en agua que tienen una reología de
derretido mejorada sobre las películas convencionales.
Estos y otros objetos de la invención se logran mediante el formar mezclas que comprenden una emulsión y un polímero o una mezcla de polímeros las cuales son solubles en
agua y/o dispersables en agua y las cuales son procesables en películas que son útiles en la fabricación de productos para el cuidado personal desechables. Más particularmente, estos y otros objetos de la invención pueden lograrse con mezclas que comprenden óxido de polietileno y látex las cuales son
procesables en películas a base de óxido de polietileno que son útiles en la fabricación de los productos para el cuidado personal desechables.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 20 La Figura 1 demuestra la distribución de tamafo de partícula de hule en la mezcla de óxido de polietileno/latex (90/10) .
La Figura 2 es una micrografía de exploración electrónica que ilustra la dispersión aproximadamente uniforme de las partículas de látex en la resina de óxido de polietileno.
La Figura 3 es una micrografía de fuerza atómica que demuestra la microestructura única de una dispersió de nanoescala de las partículas de látex finas en la resina de óxido de polietileno.
La Figura 4 ilustra la reducción en tamaño de esferulita mediante la adición de partículas de látex a la resina de óxido de polietileno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS INCORPORACIONES PREFERIDAS
A fin de superar los problemas en el arte asociados con la formación de películas de polímero compuesta.s de polímeros solubles en agua o dispersables en agua, los presentes inventores han desarrollado un proceso para modificar los polímeros, tal como el óxido de polietileno, con una emulsión, tal como una emulsión de látex. Las mezclas resultantes poseen propiedades de procesamiento mejoradas y producen películas que tienen propiedades superiores a aquellas producidas del polímero soluble en agua o dispersable en agua sólo.
Las incorporaciones particulares de la presente invención se describirán en términos de la mezcla preferida que comprende óxido de polietileno y látex. Sin embargo, deberá entenderse que cualesquier polímero soluble en agua o dispereable en agua y cualesquier emulsión como se define aquí puede emplearse en la invención en una manera similar y que las me?clas de polímero/emulsión resultantes tendrán las propiecades similarmente ventajosas sobre los polímeros solos.
La mezcla de la invención que comprende óxido de polietileno y látex tiene una microestructura única la cual puede ser observada mediante exploración de microscopía electrónica y microscopía de fuerza atómica. La resina de óxido de polietileno de la mezcla posee un conjunto estructural de laminillas en el cual hay una dispersión de nanoescala aproximadamente unifome de las partículas de látex finas. En la mezcla, ambas las partículas de látex individuales, de aproximadamente de 100 nm a 200 nm de diámetro, y los racimos de las partículas, de aproximadamente unas cuantas mieras en tamaño, están embebidas en el conjunto estructural de laminillas de óxido de polietileno. La microscopía de fuerza atómica ilustra la microestructura única de una dispersión de nanoescala de las partículas de látex finas en la estructura de laminillas de la resina de óxido de polietileno. Algunas de las partículas forman racimos. Las partículas en los racimos no están empacadas apretadamente y no parecen estar acopladas (véase la Figura 3) . La microscopía de
?-"-y_j Kgs&iJJ*g.,. -«*» exploración electrónica ilustra la dispersión aproximadamente uniforme de las partículas de látex en la resina de óxido de polietileno (véase la Figura 2) .
El análisis de las propiedades térmicas usando la Calorimetría de Exploración Diferencial (DSC) demuestra que la mezcla puede exhibir una cristalinidad incrementada sobre el óxido de polietileno sólo. Este aumento puede deberse a la movilidad molecular mejorada de las cadenas de óxido de 10 polietileno en la presencia de la emulsión así como los sitios de nucleación adicionales proporcionados por el hule.
Los datos de Calorimetría de Exploración Diferencial también indican que el agua de la emulsión está unida
estructuralmente con el óxido de polietileno debido a qus la transición de agua-derretido no ocurre durante el ciclo de enfriamiento/calentamiento. El agua de unión funciona como un agente plastificante para el óxido de polietileno, mejorando sus propiedades de procesamiento y de estado sólido. 20 La mezcla que comprende óxido de polietile o y látex también exhibe una viscosidad de derretido más baja, como se determinó mediante un reómetro capilar, que la del óxido de polietileno sólo. Por ejemplo, las mezclas teniendo una
proporción de 70/30 de óxido de polietileno/latex han demostrado una reducción de 30 por ciento en la viscosidad del derretido.
^^^^^^^^^^^J^^^^^^^^^^^^^^^^^ =^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Esta reducción de viscosidad es exhibida sobre un rango amplio de tasas de corte y proporcion un procesamiento mejorado de la mezcla sobre el óxido de polietileno convencional. Esto permite a la mezcla el ser procesada a temperaturas más bajas, reduciendo 5 la degradación del óxido de polietileno. Las temperaturas de procesamiento más bajas proporcionan un gradiente de temperatura reducido durante el enfriamiento del derretido lo cual permite una tasa de procesamiento superior.
Cualesquier resina de polímero que es soluble en agua, dispersable en agua, o ambas la cual puede fcrmar compuestos de asociación con el agua puede usarse en esta invención. La invención también contempla el uso de mezclas o más de uno de tales polímeros. Los ejemplos no limitantes de
tales resinas de polímeros son la hidroxipropil celulosa, el alcohol polivinílico, el polietiloxazolina, la poli-vinil pilorridona, la polivmil piridina, el almidón gelatinizado, los copolímeros de nilón, el ácido poliacrílico, los poliésteres o mezclas de los mismos. La resina de polímero preferida es un
óxido de polietileno (PEO) . La selección del óxido de polietileno como la resina preferida para la invención se basa sobre la solubilidad en agua y la procesabilidad del derretido del óxido de polietileno. La selección también está basada sobre la disponibilidad de las resinas de óxido de polietileno en un
rango amplio de pesos moleculares.
El óxido de polietileno y otros polímeros útiles en la presente invención tienen propiedades muy distintas de los polímeros insolubles en agua usados en el arte previo. Estos polímeros forman una asociación molecular con el agua. Por ejemplo, las moléculas de agua forman complejos unidos de hidrógeno específicos con los éter oxígenos de la cadena de óxido de polietileno. Esta asociación afecta el movimiento local de la cadena polimérica para proporcionar un efecto de plastificación. Adicionalmente, la formación de complejos de óxido de polietileno-agua resulta en la formación de un estado distinto del agua en la matriz de óxido de polietileno. El agua única no exhibe una transición de fase detectable sobre el rango de temperaturas normalmente asociado con el agua volumétrica. En otras palabras, el agua unida no se congela o hierve. Esto permite el uso de emulsiones a base de agua, que tienen partículas de látex finalmente dispersadas de una morfología y tamaño controlados, para modificar el óxido de polietileno u otro polímero .
Los polímeros insolubles en agua del arte previo no pueden ser modificados por los métodos de la presente invención debido a que estos no tienen la capacidad de formar una asociación molecular con el agua. Por tanto, el agua presente en las emulsiones de la presente invención existirá como ' agua libre" más bien que como "agua unida" en cualesquier composición formada entre los polímeros insolubles en agua del arte previo- y
ÍM^Mü^am^ las emulsiones usadas en la presente invención. Tal agua libre sufrirá transiciones de fase durante el procesamiento de derretido, resultando en orificios microscópicos y puntos débiles en la película. Las películas producidas de tales composiciones de polímero/emulsión tendrán una resistencia a la tersión reducida y una resistencia a la fractura reducida, los verdaderos problemas resueltos por la presente invención.
Las resinas de óxido de polietileno útiles en la práctica de esta invención pueden ser de cualesquier peso molecular. Las resinas de óxido de polietileno preferidas tienen un peso molecular promedio variando de desde alrededor de 100.000 g/mol a alrededor de 8.000.000 g/mol. Las resinas de óxido de polietileno de peso molecular superior son deseables por su estabilidad líquida, resistencia mecánica y ductilidad incrementadas, mientras que las resinas de peso molecular bajo proporcionan mejores propiedades de formación de película y de flujo de derretido. Basándose sobre estas consideraciones, las resinas de óxido de polietileno especialmente preferidas da la invención tienen un peso molecular de entre 200.000 g/mol y 4.000.000 g/mol.
Tales resinas de óxido de polietileno están comercialmente disponibles. Por ejemplo, las resinas de óxido de polietileno están disponibles de Union Carbide Corporation (de Danbury, CT) bajo las designaciones de comercio Polyox® WSR N-80
(Peso Molecular = 200.000) , WSR (Peso Molecular = 300. COO) , WSR N-3000 (Peso Molecular = 400.000), y WSR 205 (Peso Molecular = 600.000) . Otras resinas de óxido de polietileno disponible¡s de Union Carbide Corporation dentro del rango de peso molecular 5 promedio mencionado arriba son vendidas bajo las designaciones de comercio WSR-3333, WSR-N-12K, WSR-N-60K, WSR-301, Coagulante WSR, WSR-303.
Las emulsiones útiles en la práctica de; la 10 presente invención pueden ser cualesquier emulsión de polímero orgánico o cualesquier dispersión y/o suspensión en partículas inorgánica. Estas emulsiones pueden proporcionar un número de diferentes propiedades modificadoras, tal como la suavidad, la ductilidad, la flexibilidad y la resistencia al rasgado para el 15 óxido de polietileno.
Hay básicamente dos tipos de emulsiones de polímero orgánico, los polímeros a base de acrílico y polibutadieno. Cada tipo puede ser sintetizado a travé de
técnicas de polimerización de emulsión las cuales se conocen en el arte. El tamaño de partícula de las partículas de hule
(látex) en las emulsiones puede controlarse durante la polimerización. Para la presente invención, se prefiere un tamaño de partícula promedio de alrededor de 10 nanómetros a unas
pocas mieras. Las emulsiones también pueden ser producidas en una variedad de morfologías de partícula, tal como esférica-
¿^gg^^i¿fa^l^g^«^^SI^S||Ml '?A. -**¡&&git r ? -i®*,*¡S. ító^?^ ahulada, de cubierta-vidriada/núcleo ahulado, y de capas múltiples. La morfología puede ser confeccionada para proporcionar partículas modificadoras con propiedades de superficie y de docilidad controladas. 5 Las emulsiones de polímero orgáiaico útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a los polímeros de estireno butadieno, acrílicos, acrílicos de estireno, acetato de polivinilo, acrilonitrilo-butadieno-estireno, acrilonitrilo y
butadieno de acrilonitrilo. Las emulsiones de polímero especialmente preferidas son látex GOOD-RITE® 1168 de estireno butadieno y látex HYCAR® de acrilonitrilo-butadieno-estireno, cada una disponible de BF GOODRICH® Company teniendo oficinas en Cleveland, Ohio. 15 En particular, las suspensiones y/o las dispersiones en partículas inorgánicas útiles en la invención incluyen pero no se limitan a las dispersiones de gel de sílice estabilizadas, a las dispersiones de sílice esféricas de
nanoescala, y a las dispersiones de arcillas hinchables. La invención no está limitada a estos compuestos sino que incluye cualesquier dispersión estable/emulsión en partículas orgánica o inorgánica en la forma de partículas discretas en un fluido estabilizante . 25
La cantidad de emulsión puede"^^é*r variada basándose sobre el polímero particular que va a ser modificado, el modificador particular escogido, y las propiedades particulares que van a ser mejoradas. Por ejemplo, los modificadores para el óxido de polietileno de peso molecular bajo pueden ser seleccionados y usados en cantidades que mejoran las propiedades mecánicas, tal como la suavidad, la resistencia a la tensión y la ductilidad. En forma similar, los modificadores para el óxido de polietileno de peso molecular superior pueden seleccionarse y usarse en cantidades que bajan la viscosidad de derretido más baja y mejoran el jalado. En general, el porcentaje de emulsión empleado es de desde alrededor de 10 a alrededor de 60 por ciento por peso de la mezcla, preferiblemente de alrededor de 10 a alrededor de 50 por ciento por peso, más preferiblemente de alrededor de 15 a alrededor de 35 por ciento por peso de la mezcla.
Otros dos parámetros los cuales afectan las propiedades de la mezcla son el diámetro de las partículas individuales (tamaño de partícula) en la mezcla y la distancia entre las partículas (distancia entre partículas) dentro de la mezcla. Estos dos parámetros son interdependientes . Su relación puede definirse por la siguiente relación:
A=D ( (p/6V 1/3 - l )
en donde A es la distanciábate entre partículas de dichas partículas dentro de la mezcla, D es del tamaño de partícula de las partículas en la mezcla, y Vp es la fracción de volumen de partícula en la mezcla, por ejemplo la concentración de 5 partículas. Para la presente invención, las partículas generalmente comprendieron a alrededor de 3% a alrededor de 30% por peso del peso del polímero, preferiblemente de alrededor de 5% por peso a alrededor de 25% por peso, más preferiblemente de alrededor de 8% por peso a alrededor de 20% por peso. El tamaño
de partícula promedio de las partículas en la mezcla debe ser de desde alrededor de 10 nanómetros a alrededor de 20 mieras, preferiblemente alrededor de 50 nanómetros a alrededor de 10 mieras, más preferiblemente de alrededor de 100 nanómetros a alrededor de 5 mieras. 15 El contenido de agua de la emulsión es importante en la fabricación de películas con una resistencia a la fractura mejorada. Como se indicó arriba, el óxido de polietileno y otros polímeros solubles en agua son capaces de formar complejos unidos
de hidrógeno con el agua. Esta agua unida no exhibe las transiciones de fase. Sin embargo, la cantidad de agua la cual puede ser unida en tales complejos está limitada en el óxido de polietileno por el número de átomos de éter oxígeno en la cadena de polímero. El agua adicional permanecerá en la mezcla como
agua libre. El agua libre exhibe transiciones de fase. Estas transiciones de fase pueden resultar en fracturas microscópicas
í^ S?^a?^.J? ^«y,^,..^.. ¡g^^^ j^ ^^^^ ^^¡¡¡^ £¡B¡,b* las cuales debilitan la mezcla, resultando en películas las cuales son más quebradizas y poseen una resistencia a la tensión más baja. Para la presente invención, el contenido de agua de la emulsión es tal como para producir una mezcla que tiene alrectedor 5 de 30% por peso o menos de agua, preferiblemente alrededor de 20% por peso o menos, más preferiblemente alrededor de 15% por peso o menos del agua.
Los aditivos adicionales pueden ser opcionalmente 10 incluidos en la mezcla para proporcionar propiedades adicionalmente ventajosas. Los ejemplos no limitantes de tales aditivos incluyen los plastificantes tal como Tween® 20, los colorantes, los pigmentos, los agentes antibloqueo, los agentes antiestáticos, los agentes de resbalado, los desglutinizantes y 15 los antioxidantes, por ejemplo, Irganox® 1076, Irganox® 50?7, e Irganox® 1135 y las combinaciones de los mismos.
Las mezclas de la presente invención pueden producirse generalmente mediante el combinar un polímero soluble
en agua y/o dispersable en agua, o una mezcla de tales polímeros con la emulsión y extruir la mezcla. Las varias incorporaciones del proceso están descritas, empleando una resina de óxido de polietileno como el polímero y las emulsiones látex como la emulsión. Sin embargo, el proceso puede llevarse a cabo en una
manera análoga empleando un polímero soluble en agua o dispersable en agua y cualesquier emulsión como se define aquí.
La resina de óxido de polietileno está disponible comercialmente sólo en forma de polvo. Sin embargo, los presentes inventores han ensayado un método para producir pelotillas de óxido de polietileno a través de la extrusión, seguido por el enfriamiento de los hilos de óxido de polietileno sobre una banda de transportador enfriada con ventilador. Por tanto, la presente invención abarca el uso de ambos el polvo de óxido de polietileno y las pelotillas de óxido de polietileno.
En una incorporación el proceso para producir la mezcla de óxido de polietileno/latex de la invención comprende dos fases. En la primera fase, la emulsión de látex está mezclada con óxido de polietileno o está recubierta sobre polvo o pelotillas de óxido de polietileno. En esta fase, el agua de la emulsión es absorbida en el óxido de polietileno, proporcionando una resina de óxido de polietileno plastificada con partículas ahuladas predispersadas sobre la superficie de la mezcla plastificada de polvo o pelotillas de óxido de polietileno de látex y de óxido de polietileno.
En la segunda fase del proceso, la mezcla plastificada de óxido de polietileno y látex se alimenta adentro de un extrusor de tornillo gemelo o de una mezcladora de corte alto para proporcionar el mezclado con derretido del óxido de polietileno y las partículas de hule.
En otra incorporación, el proceso comprende un paso único. Cuando se practica como un paso único, las pelotillas o el polvo de óxido de polietileno y la emulsión de látex son ya sea agregadas juntas directamente adentro de la 5 sección de suministros de extrusor, o el óxido de polietileno es agregado a la sección de suministro del extrusor, y la emulsión de látex se agrega más adelante corriente abajo. Debido a los desafíos del suministro de una gran cantidad de látex viscoso adentro del extrusor, es preferible el llevar a cabo la inverción 10 en dos fases.
El óxido de polietileno puede ser mezclado o recubierto con la emulsión de látex por cualesquier medios, por ejemplo, con un Brabender Plasticorder, un molino de rodillo, o
un mezclador de cinta. Ventajosamente, las pelotillas de óxido de polietileno son mezcladas con la emulsión de látex usando técnicas de revoltura convencionales o una mezcladora de cinta. Un método preferido para recubrir el polvo de óxido de polietileno con la emulsión de látex es con una pistola de
rociado de presión de aire superior mientras que el polvo se está mezclando en una mezcladora de cinta.
El dispositivo usado para formar la mezcla de óxido de polietileno/latex debe estar diseñado para proporcionar
un procesamiento de derretido de corte superior, un tiempo de permanencia para el mezclado del óxido de polietileno y d= la
emulsión de látex, y un potencial para un procesamiento de tasa superior. Tales dispositivos incluyen las mezcladoras de corte superior, los extrusores de tornillo único, y los extrusores de tornillo gemelo, con dichos extrusores de tornillo gemelo siendo 5 preferidos. Los ejemplos no limitantes de los extrusores de tornillo gemelo para proporcionar un corte de derretido superior y un tiempo de permanencia incrementado son el extrusor de tornillo gemelo Haake TW-100 y el extrusor de tornillo gemelo Werner & Pfleiderer ZSK-30. Tal extrusor tiene una sección de
suministro, una o más zonas de extrusión calentadas, y una matriz de hilo. Los hilos de polímero producidos son recolectados sobre una banda de transportador enfriada con ventilador. La sección de suministro del extrusor se enfría con agua para evitar un derretido prematuro de la resina de óxido de polietileno. La
temperatura en cada una de las zonas calentadas puede ser igual o diferente y está controlada separadamente. El número de zonas puede variarse dependiendo del peso molecular del óxido de polietileno y del número y del tipo de las emulsiones de látex empleadas. La matriz de hilo usada para crear los hilos de
polímero que se cortarán en pelotillas óptimamente tiene orificios de alrededor de 3 milímetros de diámetro para proporcionar un área de superficie suficiente para el enfriamiento .
El rango de temperatura general para el proceso de mezclado es de desde el Tm (temperatura de derretido) del óxido
de polietileno empleado a la temperatura de descomposición del óxido de polietileno. Este rango de temperatura es generalmente de desde alrededor de 75 grados centígrados a alrededor de 250 grados centígrados. El rango de temperatura preferido es de desde alrededor de 85 grados centígrados a alrededor de 220 grados centígrados, más preferiblemente de alrededor de 100 grados centígrados a alrededor de 200 grados centígrados. Las temperaturas en exceso de 250 grados centígrados resultarán e:n la degradación térmica excesiva de los componentes. Las temperaturas iniciales superiores son requeridas para producir la mezcla del polvo de óxido de polietileno que de las pelotillas de óxido de polietileno debido a la dificultad mayor para derretir el polvo.
La tasa de corte es importante para formar una mezcla uniforme. La tasa de corte dependerá de los componentes particulares empleados y de las propiedades deseadas de la mezcla final. Por ejemplo, el óxido de polietileno de peso molecular superior requiere más corte para el mezclado que lo que lo hace el óxido de polietileno de peso molecular bajo. El mezclado del polvo de óxido de polietileno requiere tasas de corte superiores a las del mezclado de pelotillas de óxido de polietileno. En general, una velocidad de tornillo de entre alrededor de 30 revoluciones por minuto y de alrededor de 1200 revoluciones! por minuto producirá una tasa de corte adecuada.
La mezcla de la presente invención puede fabricarse en películas u hojas por cualesquier método convencional, por ejemplo moldeado por compresión, fundidc con extrusión o soplado de derretido. En una incorporación 5 preferida, la mezcla es extruida usando un extrusor de tornillo gemelo Haake que tiene una matriz de ranura de 4 pulgadas. La película resultante es recolectada sobre un rodillo de enrollado enfriado. La mezcla es extruida a temperaturas de entre alrededor de 80 grados centígrados y alrededor de 150 grados
centígrados, preferiblemente de alrededor de 100 grados centígrados y alrededor de 125 grados centígrados y el rodillo enrollado enfriado es mantenido a una temperatura de entre alrededor de 15 grados centígrados y alrededor de 20 grados centígrados . 15 El espesor de la película producida puede ajustarse mediante el variar la separación de la matriz, la velocidad de tornillo y la velocidad de enrollado. En forma óptima, estos parámetros son ajustados para producir una película
que tiene un espesor de entre alrededor de 1 milésima de pulgada y alrededor de 4 milésimas de pulgada.
La presente invención también abarca películas hechas de la mezcla. Estas películas exhiben una combinación
mejorada de las propiedades mecánicas; tal como el módulo reducido, la flexibilidad incrementada, la suavidad, la
^^^^^^^^r^^^^^^?^^^^^^^^^^^^ •Vfr ductilidad, el alargamiento al rompimiento, la resistencia a la tensión y la resistencia al rasgado; y los niveles deseados de capacidad para respirar. Estas mejoras en el comportamiento de tensión son un resultado de la morfología única de la mezcla.
Las propiedades de tensión incluyen el módulo Young, el esfuerzo de tracción al rompimiento, la energía de deformación al rompimiento, y el alargamiento (% de tensión) al rompimiento. Las propiedades de tensión pueden ser medidas, por ejemplo, con un probador de tensión Sintech (SINTECH I/D) usando el programa Testworks 3.03 (de MTS System Company de Cary, Carolina del Norte) . Las películas de la presente invención fueron evaluadas en ambas la dirección de la máquina (MD) y la dirección transversal (TD) . La dirección de la máquina es la dirección a lo largo de la cual la película es movida durante la fabricación o el procesamiento. La dirección transversal yace perpendicular a la dirección de la máquina generalmente a lo largo del plano de la película.
Las películas hechas de la mezcla exhiben una disminución en el módulo, especialmente a una carga de emulsión de látex de 25 por ciento por peso o más. Este módulo disminuido resulta en una flexibilidad y suavidad incrementadas.
Las películas que comprenden las mezclas de la invención también exhiben un alargamiento al rompimiento
incrementado y generalmente exhiben una resistencia a la tersión incrementada cuando se comparan con películas hechas de óxido de polietileno convencional. El aumento de estas propiedades contribuye al aumento significante en la energía específica requerida para romper las películas en comparación con aquella requerida para romper las películas formadas de óxido de polietileno convencional.
En un estado seco, las películas hechas de los polímeros de la presente invención pueden tener una resistencia a la tensión en la dirección de la máquina (MD) de entre aproximadamente 3 Mega-Pascal (MPa) y de aproximadamente 150 Mega-Pascal. Preferiblemente, la resistencia a la tensión ce la película en la dirección de la máquina es de entre aproximadamente 8 Mega-Pascal y aproximadamente de 100 Nega- Pascal, con un funcionamiento y procesabilidad mejorados durante las operaciones de fabricación subsecuentes logradas a resistencias a la tensión de aproximadamente de 50 Mega-Pascal o menos. La resistencia a la tensión en seco de la película en la dirección transversal (TD) es de entre aproximadamente 3 Mega- Pascal y de aproximadamente 150 Mega-Pascal, preferiblemente de entre aproximadamente 6 Mega-Pascal y aproximadamente 100 Mega- Pascal, con el rango más preferido no siendo mayor de 50 Mega- Pascal .
El por ciento de alargamiento al rompimiento de la película puede determinarse por la siguiente formula:
en donde Lf es la longitud final de una muestra de película al rompimiento y Lx es la longitud inicial de la muestra de película antes del alargamiento. Las películas de la presente invención tienen un alargamiento al rompimiento en la dirección de la
máquina de entre alrededor de 30% y alrededor de 1500%, preferiblemente de entre alrededor de 80% y alrededor de 1000%, más preferiblemente de entre alrededor de 150% y alrededor de 1000%. Las películas exhiben un alargamiento al rompimiento en la dirección transversal de entre alrededor de 30% y alrededor de
1500%, preferiblemente de entre alrededor de 50% y alrededor de 1000%, más preferiblemente de entre alrededor de 100% y alrededor de 1000%.
La resistencia al rasgado de las películas de la 20 invención se midió por el método de prueba ASTM D 1938-94 y se reportó como una carga máxima y energía total . Cada uno de estos factores fueron evaluados en ambas las direcciones de la máquina y transversal de la película. La carga máxima para la propagación del rasgado fue normalizada a la sección transversal 25 de la película en la dirección del rasgado para hacer mínimo un efecto de espesor de película. Las películas que comprenden la
|^^ ^ ^^^-^j^ j¡|^ g|^ mezcla de óxido de polietileno y de látex fueron capaces de soportar una carga máxima significativamente superior a aqiella de la película hecha de sólo de óxido de polietileno.
La energía total del rasgado se normalizó al volumen de una sección de la película no cortada para tomar en cuenta el espesor de la película. Esto permite una comparación exacta entre las películas que tienen espesores diferentes. Las películas de la presente invención exhiben un aumento dramático 10 en la absorción de energía durante la propagación del rasgado en comparación con las películas de óxido de polietileno sencillas.
La capacidad para respirar de las películas puede determinarse mediante el medir la tasa de transmisión de vapor de
agua (WVTR) . La tasa de transmisión de vapor de agua para las películas puede calcularse usando el método ASTM estándar E96-80 descrito en el Ejemplo 11.
Las películas que comprenden las mezclas de la 20 invención también exhiben una capacidad para respirar mejorada sobre las películas hechas de polímeros insolubles en agua convencionales. La capacidad para respirar es una propiedad importante en los productos para el cuidado personal hechos de películas debido a que permite al producto el secarse durante el 25 uso, reduciendo la humedad en contra de la piel. Por tantc , la capacidad para respirar incrementada de la película reduce el
rompimiento de la piel, la rojez, la irritación y la infección asociadas con la humedad retenida.
Las películas convencionales hechas de los polímeros insolubles en agua tienen tasas de transmisión de vapor de agua muy bajas, y por tanto una capacidad para respirar disminuida. Este problema es superado en el arte previo por medio de la adición de rellenadores seguido por el estiramiento de la película para producir poros los cuales proporcionan capacidad para respirar al producto final. Un tipo de rellerador el cual es usado en el arte previo es el carbonato de calcio La capacidad para respirar global de tales productos como se mide por medio de una tasa de transmisión de vapor de agua aría ampliamente de desde alrededor de 500 g/metro cuadraco/24 horas/milésima de pulgada (gramos por metro cuadrado, por 24 horas, por 0.001 pulgadas de espesor de película) a alrededor de 5000 g/metro cuadrado/24 horas/milésima de pulgada dependiendo del rellenador empleado, la cantidad del rellenador empleado, la cantidad del rellenador empleado y la cantidad por medio de la cual la película es estirada. En general, las películas de la presente invención proporcionan tasas de transmisión de vapor de agua incrementadas de entre aproximadamente 300 g/rretro cuadrado/24 horas/milésima de pulgada y de aproximadamente 20,000 g/metro cuadrado/24 horas/milésima de pulgada, preferiblemente de entre alrededor de 800 g/metro cuadrado/24 horas/milésima de pulgada y alrededor de 7,000 g/metro cuadrado/24 horas/milésima
&* '3 ¡yttj de pulgada. Más preferiblemente, las películas de la presiente invención exhiben una tasa de transmisión de vapor de agua de alrededor de 1,700 g/metro cuadrado/24 horas/milésima de pulgada a alrededor de 1,000 g/metro cuadrado/24 horas/milésima de pulgada sin estiramiento y sin la formación de poros. La capacidad para respirar en las películas de la presente inverción es un resultado de la tasa de transmisión de vapor de agua superior del óxido de polietileno.
Estas propiedades superiores hacen a las películas de la invención muy adecuadas para usarse en los productos para el cuidado personal y médico desechables con descarga de agua. Tales productos incluyen, pero no se limitan a cubiertas quirúrgicas, toallas, cubiertas, sobre envolturas, trajes, cubiertas para la cabeza, máscaras para la cara, cubiertas para zapatos, envolturas CSR, esponjas, vendajes, cintas, almohadillas interiores, pañales, forros, trapos de lavado, sábanas, fundas para almohada, servilletas, cubiertas exteriores de tipo de p>año, tapones femeninos, almohadillas y forros para bragas, películas de separador, y cualesquier materiales tejidos, no tejidos o formados de otra manera. Estos materiales pueden ser empleados en la industria médica, ambos en hospitales y en instalaciones de paciente externo y en un ambiente doméstico.
Para la producción de tales productos las películas de la invención pueden someterse a una pluralidad seleccionada de operaciones de estiramiento tal como el estiramiento uniaxial o biaxial. Las operaciones de estiram ento pueden proporcionar a la película con una suavidad incrementada, propiedades de tacto mejoradas, una capacidad para respirar 5 incrementada, y un espesor reducido. La película también puede ser tratada posteriormente para mejorar las propiedades e película mediante el templado de la película a temperaturas elevadas; mediante el rociar la película con un fluido de superficie activa para impartir propiedades repelentes al agua o
a la humedad a la película; o mediante el modificar el esitado físico de la película con radiación ultravioleta, un tratamiento ultrasónico, o un tratamiento de radiación de alta energía. Además, el tratamiento posterior de la película puede incorpiorar una combinación seleccionada de dos o más de las técnicas
anteriores.
Adicionalmente, las películas de la presente invención pueden ser coextruidas o recubiertas con una capa de barrera delgada, tal como una resina para proporcionar una capa
de barrera a la humedad o al agua. La capa de barrera piede constituir alrededor de 3 a alrededor de 20% del calibre global de la película. Los ejemplos de las resinas que pieden utilizarse para tales capas de barrera incluyen, pero no se limitan a la policaprolactoma, los copolímeros de ácido acrílico
etileno, el polibutilen succinato, tal como las resinas Bionolle® y Kraton® .
fef* ^ ^ES ¿ X'^ U> . -~ * •""*- - ^^^fa s,- ? - i^ájs Para las aplicaciones en productos para el cuidado personal, las películas de la invención pueden ser grabadas o proporcionarse de otra manera con un terminado mate para exhibir una apariencia más estéticamente placentera. Las películas también pueden ser opcionalmente laminadas con una tela no tejida. Los ejemplos de las fibras adecuadas para la tela no tejida incluyen, pero no se limitan a las fibras orgánicas, tal como las fibras celulósicas, y las fibras sintéticas hechas de polímeros termoplásticos, tal como de poliéster, poliamida y de polipropileno. La tela no tejida puede ser recubierta generalmente o tratarse para impartirle un nivel deseado de impermeabilidad al líquido y/o al vapor/humedad.
Esta invención está además ilustrada por los siguientes ejemplos los cuales no deben considerarse en ninguna manera como que imponen limitaciones sobre el alcance de la misma. Por el contrario, deberá entenderse claramente que debe acudirse a varias otras incorporaciones, modificaciones y equivalentes de la misma las cuales, después de leer la descripción dada aquí, pueden sugerirse así mismas a aquellos expertos en el arte sin departir del espíritu de la presente invención y/o del alcance de las reivindicaciones anexas.
E J E M P L O S
EJEMPLO 1 (COMPARATIVO)
&jfe t'U Se mezclaron 175 partes de resina de óxido de polietileno (PEO) de POLYOX® WSR N-3000 en forma de polvo (de Union Carbide Corporation) con 24 partes de plastificante, Tween® 20 (de ICI Americas Inc.), y 1 parte de antioxidante, Irganox® 5 1076 (de Ciba Specialty Chemicals Corporation) , y se mezclaron y se peletizaron usando un extrusor de tornillo gemelo y una banda enfriada por aire en Planet Polymer (San Diego California) . Para producir una película de esta mezcla, las pelotillas fieron suministradas adentro de un extrusor de tornillo gemelo Haake TW- 10 100 de escala de laboratorio al cual se había sujetado una matriz de ranura de 4 pulgadas. Las temperaturas para las cuatro 2onas de calor en el extrusor fueron de 100°C, 100°C, 110°C, 110°C, y 125°C. Un rodillo de enrollado, mantenido a 15-20°C se usó para fundir la película. Una película de control conteniendo 87.E>% de
óxido de polietileno N3000, 12% de plastificante y 0.5% de antioxidante (por peso) se produjo la cual tuvo un espesor de alrededor de 3 milésimas de pulgada. Las propiedades de tensión y rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 1. Durante la prueba de rasgado, esta película experimentó falla por
rasgado en la dirección de la máquina en una falla de tensión en la dirección transversal.
EJEMPLO 2
Se produjeron las pelotillas de óxido de polietileno con un plastificante y un antioxidante como en el
Ejemplo 1. Se mezclaron 90 partes de estas pelotillas con 10 partes de una emulsión de estireno butadieno (SB) Good Rite® SB 1168 (de BF Goodrich) , usando una técnica de revoltura convencional. Esto produjo pelotillas las cuales fueron recubiertas con emulsión y se aglomeraron algo. Las pelotillas fueron entonces suministradas adentro del extrusor de tornillo gemelo Haake descrito en el Ejemplo 1. Debido a la proporción L/D pequeña del extrusor Haake de escala de laboratorio, el compuesto se extruyó dos veces para mejorar la dispersió de hule. Las temperaturas de barril de extrusor fueron de 80 °C, 80°C, 85°C y 87°C para la primera corrida y de 110°C, 110°C, 120°C, y 120°C para la segunda corrida. La velocidad de tornillo fue de 60 revoluciones por minuto. Se observó alguna evaporación de los volátiles durante la extrusión. Los hilos derretidos fueron enfriados por aire sobre una banda de transportador y se peletizaron. Un extruido suave, uniforme y suave, fue obtenido de la segunda extrusión. Las pelotillas de esta mezcla de emulsión SB/óxido de polietileno fueron fundidas en una película usando el procedimiento descrito en el Ejemplo 1. Esta película tuvo un espesor de alrededor de 1.5 milésimas de pulgada y un contenido de emulsión SB de alrededor de 10% por peso. Las propiedades de tensión y rasgado de la película de este Ejemplo pueden encontrarse en la Tabla 1. Durante la prueba de rascado, esta película experimentó falla de tensión en ambas direcciones de la máquina y transversal.
EJEMPLO
La mezcla de este Ejemplo se produjo mediante el procedimiento del Ejemplo 2, excepto porque se mezclaron 70 partes de las pelotillas de óxido de polietileno del Ejemplo 1 con 30 partes de la emulsión de estireno butadieno 1168 (SB) Good Rite® SB. Se produce una película de esta mezcla siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 3 milésimas de pulgada y un contenido de emulsión SB de alrededor de 30% por peso. Las propiedades de tensión y rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 1. Durante la prueba de rasgado, esta película experimentó falla por rasgado en la dirección de la máquina y falla de tensión en la dirección transversal .
EJEMPLO 4
La mezcla de este Ejemplo se produjo por el procedimiento del Ejemplo 2, excepto porque se mezclaron 50 partes de las pelotillas de óxido de polietileno del Ejemplo 1 con 50 partes de la emulsión de estireno butadieno SB 1168 Good Rite®. Fue evidente de la evaporización en exceso durante el mezclado que una gran cantidad del agua libre estaba present.e en esta formula. Como un resultado de esto, los hilos derretidos de esta mezcla fueron porosos y disparejos. Se produce una película de esta mezcla siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. La
fe, mXfc i dSfak , *Jír45 película tuvo un espesor de*alrededor de 13 milésimas de pulgada y un contenido de emulsión de estireno butadieno de alrededor de 50%. Las propiedades de tensión y de rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 1. Durante la prueba de rasgado, esta 5 película experimentó falla por rasgado en la dirección de la máquina y falla de tensión en la dirección transversal.
Las propiedades de tensión de las películas de óxido de polietileno rigidizadas de la presente invenció se
determinaron usando la configuración de prueba de tira de un probador de tensión Sintech (SINTECH l/D) y el programa Testvvorks 3.03 (de MTS System Company de Cary, Carolina del Norte). La prueba se llevó a cabo con una celda de carga de 25 libras (110 N) , y agarraderas de 3 pulgadas (7.6 centímetros) recubiertas de
hule y accionadas por aire. La prueba de película se llevó a cabo con una longitud de medición de 1 pulgada (2.54 centímetros) y una velocidad de cabeza cruzada de 5 pulgadas/minuto (12.7 centímetros/minuto) . Una muestra de película de tipo de hueso de perro individual se calculó perpendicular y en el centro d' las
agarraderas, y se mantuvo en el lugar cuando la presión de aire cerró las agarraderas juntas. El espesor de la película fue metido por el usuario durante el comienzo de la prueba de tensión. En cada muestra, la película fue estirada hasta que ocurrió el rompimiento. El programa fue entonces usado para
crear una gráfica de esfuerzo en contra de tensión y calcular las propiedades mecánicas deseadas para la muestra.
La energía *ae deformación al rompimiento por volumen de unidad del material se determinó por el área bajo la curva de esfuerzo/tensión dividida sobre un producto de área en sección transversal de la película y una longitud calibrada. 5 Para obtener las propiedades de tensión promedio deseadas, se cortaron cinco especímenes de película en ambas las direcciones de la máquina y transversal (MD y TD) y se probaron respecto de la composición de mezcla individual . Las propiedades de rasgado de las películas se midieron mediante la propagación de rasgado
estándar para determinar la resistencia al rasgado de la película de plástico y de la formación de hojas delgadas por un método de rasgado único (ASTM D 1938-94) . La carga máxima para la propagación del rasgado se midió y se normalizó por el área en sección transversal de la película para tomar en cuenta un efecto
de espesor de película. La energía total al rasgado se normalizó por el volumen de la parte no cortada de la tira de película- prueba. En algunos casos, ocurrió la falla como un resultado de un estiramiento de tensión del espécimen de prueba-película más bien que como un resultado del rasgado del espécimen. Esta falla
fue designada como una falla de tensión más bien que una falla por rasgado .
Para obtener las propiedades de resistencia al rasgado promedio deseadas, se cortaron cinco especímenes de
película en ambas direcciones de la máquina y transversal IMD y
TD) y se probaron respecto de la composición de mezcla individual .
TABLA 10
20
EJEMPLO S*i*¿ sJ¿M La mezcla de este Ejemplo se produjo mediante el procedimiento del Ejemplo 2, excepto porque se mezclaron 90 partes de las pelotillas de óxido de polietileno del Ejemplo 1 con 10 partes de emulsión de hule de butadieno estireno- 5 acrilonitrilo (ASB) de HYCAR® 1580 (de BF Goodrich) . Se produjo una película de las pelotillas de esta mezcla siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 2 milésimas de pulgada y un contenido de emulsión HYCAR® de alrededor de 10% por peso. Las propiedades de tensión 10 y de rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 2. Durante la prueba de rasgado, esta película experimentó la falla por rasgado en la dirección de la máquina y la falla de tersión en la dirección transversal .
EJEMPLO 6
La mezcla de este Ejemplo se produjo por el procedimiento del Ejemplo 2, excepto porque 70 partes de las pelotillas de óxido de polietileno se mezclaron con 30 parte?s de
emulsión de acrilonitrilo estireno butadieno HYCAR® 1580 (de BF Goodrich) . Se produjo una película de esta mezcla siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 2.5 milésimas de pulgada y un contenido de emulsión HYCAR® de alrededor de 30% por peso. Las propiedades de tensión
y de rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 2.
-A U;» ^ Ó^r^-SÁ^ . ¡¡ ^ g^^|^gbgg^^^^» ^gfi Durante la prueba de rasgado, "esta película experimentó una falla de tensión en ambas direcciones de la máquina y transversal .
EJEMPLO 7 5 Se mezclaron 350 partes de resina POLYOX® WSR N- 3000 (PEO) en forma de polvo (Union Carbide Corporation) con 48 partes de Tween® 20 (de ICI Americas Inc.) , y 2 parte de Irganox® 1076 (Ciba Specialty Chemicals Corporation) usando una mezcladora
de cinta. Después el polvo fue recubierto con 100 partes de emulsión de estireno butadieno SB 1168 Good Rite® (de BF Goodrich) usando una pistola de rociado de alta presión, mientras que el polvo aún fue mezclado en la mezcladora de cinta. El polvo recubierto fue entonces suministrado a un extrusor de
tornillo gemelo disponible de Planet Polymer Technologies (San Diego, California) . La temperatura de la zona de suministro fue de 180°F; la zona de barril fue de 250-300°F; el adaptador fue de 300-320°F, y la temperatura de matriz fue de 320°F. La velocidad de tornillo fue de 250 revoluciones por minuto, y la tasa de
suministro fue de 85-100 revoluciones por minuto. Los hilos de derretido fueron enfriados por aire sobre una banda de transportador y se peletizaron. El uso de las temperaturas de procesamiento superior en Planet Polymer Technologies en comparación a las temperaturas de procesamientos usadas con el
extrusor Haake de la escala de laboratorio resultaron en una evaporación más intensiva de volátiles, incluyendo el agua. Las
-36.» S?- > ^^&& *rfí¡ s? condiciones del procesamiento, sin embargo, se optimizaron para obtener hilos uniformes y sólidos de la mezcla los cuales fueron peletizados usando una banda de transportador enfriada por aire. Estas pelotillas fueron entonces fundidas en una película usando 5 el procedimiento del Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 5 milésimas de pulgada. Las propiedades de tensión y de rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 2. Durante la prueba de rasgado, esta película experimentó una falla de tensión en ambas las direcciones de la máquina y transversal.
EJEMPLO
La mezcla de este Ejemplo se produjo po:: el procedimiento del Ejemplo 7, excepto porque 117 partes de resina
de óxido de polietileno POLYOX® WSR N-3000 en forma de polvo se mezclaron con 32 partes de Tween® 20, una parte de Irganox® 1076 y 50 partes de emulsión de estireno butadieno SB 1168 Good Rite® para producir las pelotillas de mezcla. Estas pelotillas fueron convertidas en una película siguiendo el procedimiento del
Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 2.5 milésimas de pulgada. Las propiedades de tensión y rasgado de esta película se proporcionan en la Tabla 2. Durante la prueba de rasgado, esta película experimentó falla por rasgado en la dirección de la máquina y falla de tensión en la dirección
transversal.
^ ~¿^•?^!&^C.^.-.^*^^^Mg^^g^^^^^^^^^^^^k TABLA
30 35
EJEMPLO
La mezcla de este Ejemplo se produjo por el procedimiento del Ejemplo 7, excepto porque se mezclaron 121 partes de resina de óxido de polietileno POLYOX® WSR N-75D en forma de polvo con 28 partes de Tween® 20, una parte de Irganox® 1076 y 50 partes de emulsión de estireno butadieno Good Rite® SB 1168 para producir las pelotillas de mezcla. Estas pelotillas fueron convertidas en una película siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 2.5 milésimas de pulgada. Las propiedades de tensión y de rasgado de esta película se encuentran en la Tabla 3. Durante la prueba de rasgado, esta película experimentó la falla por rasgado en la dirección de la máquina y falla de tensión en la dirección transversal .
EJEMPLO 10
La mezcla de este Ejemplo se produjo por el procedimiento del Ejemplo 7, excepto porque se mezclaron 105 partes de resina POLYOX® WSR N-750 (PEO) en forma de polvo con 44 partes de Tween® 20, una parte de Irganox® 1076 y 50 parte¡s de emulsión de estireno butadieno SB 1168 Good Rite® para producir las pelotillas de mezcla. Estas pelotillas fueron convertidas en una película siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1. La película tuvo un espesor de alrededor de 2.5 milésimas de pulgada. Debido al ficador superior en esta película, algo de la mezcla de Tween 20 sangró afuera sobre la superficie de la película. Las propiedades de tensión y de rasgado de la película se proporcionan en la Tabla 3. Durant.e la 5 prueba de rasgado, esta película experimentó falla por rasgado en la dirección de la máquina y falla por tensión en la dirección transversal .
TABLA 3
EJEMPLO 11 5 Capacidad para Respirar
Los valores de tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) para las películas del Ejemplo 1 y del Ejemplo 9 se calcularon de acuerdo con el estándar ASTM número E96-80. Las
muestras circulares que miden 3 pulgadas de diámetro fueron cortadas de cada uno de los materiales de prueba y de un control película microporosa CELGARD® 2500 la cual está disponible de Hoechst Celanese Corporation. Las muestras individuales de los materiales de prueba y del material de control fueron colocados
a través de las partes superiores abiertas de las tazas de vapometro individuales conteniendo cien mililitros de agua destilada. Las bridas atornilladas fueron apretadas para formar un sello a lo largo de los bordes de la taza. Las tazas fueron colocadas en un horno de tipo de convección a 100 °F. La humedad
relativa dentro del horno no fue controlada específicamente. Las cubiertas fueron pesadas e inmediatamente se colocaron en el horno. Después de 24 horas, las tazas fueron removidas del horno y se pesaron de nuevo. La tasa de transmisión de vapor de agua de cada material se calculó basándose sobre la pérdida de peso y
la tasa de transmisión de vapor de agua de la película de control, presumiendo que la tasa de transmisión de vapor de agua de la película microporosa CELGARD® 2500 sea de 5000 g/metro
^w- <•$**-*- ^^ r j^«£ cuadrado/24 horas bajo condiciones establecidas predeterminadas. La capacidad para respirar de la película (tasa de transmisión de vapor de agua) producida en el Ejemplo 1 fue de 2000 g/rretro cuadrado/24 horas, mientras que aquella de la película producida 5 en el Ejemplo 9 fue de 1750 g/metro cuadrado/24 horas.
EJEMPLO 12
La reología de derretido del óxido de polietileno, 10 PEO N-3000, y varias mezclas que comprenden óxido de polietileno y látex se midieron usando un reómetro capilar Gottfert Rheocraph 2003 con un programa de análisis versión 2.31 WinRHEO. Un transductor de 2000 barras de presión se empleó con la matriz capilar de agujero redondo de 30/1.0/180. La viscosidad de 15 derretido en Pa sec se midió a varias tasas de corte de 50, 100, 200 y 1000 revoluciones por minuto y a temperaturas de 125 °C y 175°C.
Los resultados a 125°C están presentados en la 20 Tabla 4 y los resultados a 175°C están presentados en la Tabla 5.
TABLA
• ^^P-to» - *&'$&&* AS¿»,ft*- * '^^-J-¿fc-
EJEMPLO 13
Un análisis térmico de varias mezclas de óxido de polietileno se llevó a cabo usando un Thermal Analyst (TA) 2910
calorímetro de exploración diferencial (DSC) con un TA Analyst 2200. Todas las pruebas se llevaron a cabo bajo una atmósfera de N, Los resultados fueron evaluados usando el programa de análisis DSC4.0 , y la temperatura de derretido (Tm) se cuantifico y se presentó en la Tabla 6. 25
TABLA
3 0
EJEMPLO 14
Las secciones transversales delgadas de un extruido de cada una de las mezclas de los Ejemplos 2, 3 y 4 se prepararon mediante criomicrotomía usando un crio-ultramicrctomo Reichert UltraCut S FCS equipado con una criocuchilla de diamante Diato e. El cortado a temperatura Crio se llevó a cabo para
atiezar el polímero lo suficiente para evitar el embarrado.
El análisis de tamaño de esferulita de mezcla de latex/óxido de polietileno endurecido se llevó a cabo usando microscopía óptica de luz polarizada. Para la microscopía de luz
polarizada, se cortaron secciones de tres micrómetros de espesor a una temperatura de muestra de -80°C y a una temperatura de cuchilla de -80°C. En el caso del extruido de diámetro grande, el espécimen fue recortado a un tamaño de cara de bloque de alrededor de 1 mm2. Para minimizar el rizado severo de la
sección que ocurre durante el corte, se usó una velocidad seccionadora de 0.2 mm/segundo. El rizado requirió que las secciones se guiaran fuera del borde de cuchilla con una sonda de pestaña y después se enrollaron delicadamente y se aplanaron sobre la platina de examen de vidrio. Debe tenerse cuidado de
..& J¡£ ií-sto ^£tó- ^U^iSéé?, ,^ ^ M evitar el daño a la el proceso , ya que estos son muy suaves y algo autopegajosas .
Después de que las secciones fueron aplanadas sobre la superficie de platina, estas se montaron usando un medio no secador Resolve® y se resbalaron en forma cubierta. Estas fueron examinadas usando un polarizador cruzado o parcialmente cruzado en un microscopio Olympus BH-2. Las fotomicrografías Polaroid® fueron tomadas a amplificaciones fijas de 75x y de 150x.
Se llevó a cabo la medición de tamaño de esferurila mediante el examinar las fotomicrografías de luz polarizada en la computadora personal basada sobre el programa de análisis de imagen, ImageTool VI.25 (disponible vía Internet, libre de la Universidad de Texas Health Science Center, de San Antonio) . Se hizo la medición de calibración usandc un micrómetro de fase (Graticules, Limited, Kent , Inglaterra) basada sobre las divisiones de 10 mieras. Se midieron veinte esferulitas por muestra y los resultados se tabularon en una hoja extendida, de los cuales se determinó el tamaño de esferulita promedio (véase la Figura 4) .
EJEMPLO 15
??^ß?^¡g| ¡¡¡ mezcla del Ejemplo 2 se adquirieron usando un Microscopio Electrónico Secundario Ambiental (ESEM) modelo E-2020 (de ElectroScan Corporation de Wilmington, MA) . Las imágenes se adquirieron en un formato de imagen de expediente etiquetado (TIFF) y fueron de una resolución de 1024 por 1024 pixeles. Las imágenes también poseyeron una barra miera (10 o 25 µm) para propósitos; de calibración. (Véase la Figura 2) .
Después de que las imágenes fueron adquiridas, estas fueron transferidas a un sistema Quantimet 600 IA (de Leica, Inc., de Deerfield, Illinois) . Un programa de análisis de imagen fue escrito usando el programa de operación QUIPS presente en el Quantimet 600. Este programa llevó a cabo las siguientes funciones: adquirió la imagen, llevó a cabo una calibración, detectó partículas de látex, llevó a cabo procesamiento de imagen, midió porcentaje del área cubierta y tamaño de partícula y datos de salida, tal como valores principales, estadísticas, un tamaño de histograma de distribución, y la imagen. (Véase la Figura 1) . Los tamaños de partícula fueron medidos usando un parámetro derivado de diámetro circular equivalente (ECD) :
ECD=(4 x Área/p)1/2
El por ciento de Área cubierta por partículas de látex = 1 .25
La cuenta de partícula a través de diámetro circular equivalente es como sigue:
Total 420.58 # de Partículas Principal 0.48 µm División de Desviación Estándar 0.34 µm Error Estándar 0.01 Máximo 2.85 µm
Mínimo ,? 0.11 µm
EJEMPLO 16 5 La imagen de microscopía de fuerza atómica ce la mezcla del Ejemplo 3 se obtuvo mediante el usar un microscopio de sonda de exploración Multimode® (de Digital Instruments, de Santa Bárbara California) SPM, Nanoscope® Illa, mediante el emplear el
Tapping Mode con una formación de imágenes de fase. Un microscopio tipo combinado con el Nanoscope se usó para colocar la sonda sobre la sección transversal de la mezcla. Para la microscopía de fuerza atómica, las secciones transversales del extruido de las mezclas de latex/óxido de polietileno se
prepararon mediante crio-microtomía usando un crio-ultramicrotomo Reichert UltraCut S FCS equipado con una criocuchilla de diamante Diatome. El seccionado de temperatura Crio fue requerido para atiezar los polímeros lo suficiente para evitar el embarrado. Las secciones transversales de bloque se prepararon a una
temperatura de muestra de -80°, y la temperatura de la cuchilla también se puso a -80°C. En el caso del extruido de diámetro grande, el espécimen fue recortado a un tamaño de cara de bloque de alrededor de 1 milímetro cuadrado. Una dispersión de partículas de látex en la estructura de laminillas de las mezclas
de óxido de polietileno/latex se analizó usando la técnica de microscopía de fuerza atómica (Véase la Figura 3) .
*'"'*•*-d j^^^¿^^^ *^ .(£— -^-^-A- Los Ejemplos dados arriba se intenta que sean demostrativos más bien que limitantes de las incorporaciones contempladas por la invención y abarcadas dentro del alcance de las reivindicaciones . 5
Claims (21)
1. Una mezcla que comprende una emulsión y una o más resinas de polímero solubles en agua y/o dispersables en agua en donde las partículas de emulsión están distribuidas a través de la matriz de polímero y el agua en la emulsión forma las uniones de hidrógeno con las moléculas de polímero.
2. La mezcla tal y como se reivindica ei la cláusula 1 caracterizada porque la resina de polímero es seleccionada del grupo que consiste de óxido de polietileno (PEO) , hidroxipropil celulosa, alcohol polivinílico (EVA) , polietiloxazolina, polivinil pirrolidona, polivinil piridma, almidón gelatinizado, copolímeros de nilón, ácido poliacrílico, poliésteres, y mezclas de los mismos.
3. La mezcla tal y como se reivindica en la cláusula 2 caracterizada porque la resina de polímero es una resina de óxido de polietileno.
4. La mezcla tal y como se reivindica en la cláusula 1 caracterizada porque la emulsión comprende un polímero o copolímero seleccionada del grupo que consiste de estireno butadienos, acrílicos, estireno acrílicos, polivinil acetato, acrilonitrilo-butadieno estírenos, acrilonitrilos , y acrilonitrilo butadienos.
5. Un proceso para preparar una mezcla que comprende una emulsión y uno o más de resinas de polímero solubles en agua y/o dispersables en agua que comprende los p'asos de: (a) mezclar o recubrir la resina de polímero con una emulsión, opcionalmente en la presencia de un estabilizador, un plastificante, un rellenador o un aditivo; (b) suministrar la mezcla de polímero y emulsión formada en el paso (a) adentro de un extrusor; (c) calentar y extruir la combinación para producir una mezcla; y (d) enfriar la mezcla producida.
6. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque la mezcla además comprende un plastificante.
7. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque la mezcla además comprende un estabilizador.
8. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado --porque los hilos derretidos son enfriados por aire sobre una banda transportadora.
9. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 5 caracterizado porque la resina de polímero es seleccionada del grupo que consiste de óxido de polietileno (PEO) , hidroxipropil celulosa, alcohol polivinílico (FVA) , polietiloxazolina, polivinil pirrolidona, polivinil piridina, almidón gelatinizado, copolímeros de nilón, ácido poliacrílico, poliésteres, y mezclas de los mismos.
10. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 9 caracterizado porque la resina de polímero es una resina de óxido de polietileno (PEO) .
11. Un proceso para preparar una mezcla que comprende óxido de polietileno y látex que comprende los pasos de: (a) mezclar la resina de polvo de óxido de polietileno con un plastificante y un estabilizador; (b) recubrir el polvo de óxido de polietileno con una emulsión de látex usando una pistola de rociado de alta presión de aire mientras que se mezcla con un mezclador de cinta; (c) alimentar el polvo de óxido de polietileno recubierto adentro de un extrusor de tornillo gemelo; (d) calentar y extruir el polvo de óxido de polietileno recubierto para formar una mezcla, en donde la temperatura de extrusor es de entre alrededor de 100 grados centígrados y alrededor de 200 grados centígrados; y (e) enfriar la mezcla producida.
12. Una película que comprende una mezcla la cual comprende una emulsión y una o más resinas de polímero dispersables en agua y/o solubles en agua en donde las partículas de la emulsión son distribuidas a través de la matriz de polímero y el agua en la emulsión forma uniones de hidrógeno con las moléculas de polímero.
13. La película tal y como se reivindica en la cláusula 12 caracterizada porque tiene un espesor de alrededor de 1 milésima de pulgada a alrededor de 4 milésimas de pulgadaí .
14. La película tal y como se reivindica en la cláusula 12 caracterizada porque la emulsión comprende un polímero o copolímero seleccionada del grupo que consiste de estireno butadienos, acrílicos, estireno acrílicos, polivinil * * - «y ~- ¿.t,j acetato, acrilonitrilo-butadieno estírenos, acrilonitrilo,3, y acrilonitrilo butadienos. -*,
15. La película tal y como se reivindica en la cláusula 12 caracterizada porque la emulsión comprende; un copolímero de estireno butadieno o un copolímero de acrilonitrilo butadieno .
16. La película tal y como se reivindica en la cláusula 12 caracterizada porque la resina de polímero es seleccionada del grupo que consiste de óxido de polietileno (PEO) , hidroxipropil celulosa, alcohol polivinílico (PVA) , polietiloxazolina, polivinil pirrolidona, polivinil piridina, almidón gelatinizado, copolímeros de nilón, ácido poliacrílico, poliésteres, y mezclas de los mismos.
17. La película tal y como se reivindica en la cláusula 16 caracterizada porque la resina de polímero es una resina de óxido de polietileno (PEO) .
18. Un proceso para producir una película que comprende una mezcla que comprende una emulsión y una o más resinas de polímero solubles en agua y/o dispersables en agua y que comprende los pasos de : (a) suministrar pelotillas que comprenden la mezcla adentro de un extrusor que tiene una matriz de ranura; (b) calentar y extruir las pelotillas a una temperatura de alrededor de 80 grados centígrados a alrededor de 150 grados centígrados; y (c) recolectar la película sobre un rodillo de enrollado enfriado.
19. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 18 caracterizado porque la resina de polímero es seleccionada del grupo que consiste de óxido de polietileno (PEO) , hidroxipropil celulosa, alcohol polivinílico (EVA) , polietiloxazolina, polivinil pirrolidona, polivinil piridina, almidón gelatinizado, copolímeros de nilón, ácido poliacrílico, poliésteres, y mezclas de los mismos.
20. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 18 caracterizado porque la resina de polímero es una resina de óxido de polietileno (PEO) .
21. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 18 caracterizado porque la emulsión comprende un polímero o copolímero seleccionada del grupo que consistes de estireno butadienos, acrílicos, estireno acrílicos, polivinil f ' ' 69 acetato, estírenos acplonítríjfo-butadieno, acplonitrilos, y acrilonitplo butadienos. R E S, U Í 'E N La invención se refiere a mezclas de una resina de óxido de polietileno (PEO) y de una emulsión de látex. Las mezclas son formadas mediante el mezclar o recubrir la resina de polvo de óxido de polietileno con una emulsión de látex y me?clar con derretido el polvo. Las mezclas tienen una procesabilidad y flexibilidad mejoradas las cuales son benéficas en la fabricación de fibras y películas a base de óxido de polietileno. Las películas compuestas de la mezcla de óxido de polietileno/latex tienen una flexibilidad, capacidad para respirar y resistencia al rasgado mejoradas y son útiles para la fabricación de productos desechables para el cuidado personal y médicos que pueden descartarse con descarga de agua, tal como los pañales, los tapones, las toallas para la mujer y las almohadillas de control de la vejiga.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09113778 | 1998-07-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| MXPA01000286A true MXPA01000286A (es) | 2001-09-07 |
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