MXPA02010859A - Polimeros dispersables en agua dura sensibles al ion y aplicaciones para los mismos. - Google Patents
Polimeros dispersables en agua dura sensibles al ion y aplicaciones para los mismos.Info
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Abstract
La presente invencion esta dirigida a polimeros dispersables en agua dura y sensibles al ion. La presente invencion tambien esta dirigida a un metodo para hacer polimeros dispersables en agua dura sensibles al ion y a su aplicabilidad como composiciones aglutinantes. La presente invencion esta ademas dirigida a tejidos y telas que contienen fibra que comprenden las composiciones aglutinantes dispersables en agua dura sensibles al ion y su aplicabilidad en los productos para el cuidado personal dispersables en agua.
Description
OLÍMEROS DISPERSABLES EN AGUA DURA SENSIBLES AL ION Y APLICACIONES PARA LOS MISMOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención está dirigida a polímero dispersables en agua dura sensibles al ion. La present invención también está dirigida a un método para hacer polímero dispersables en agua dura y sensibles al ion y a su aplicabilida como composiciones aglutinantes. La presente invención est además dirigida a las telas que contienen fibra y tejidos qu comprenden composiciones aglutinantes dispersables en agua dur sensibles al ion y a su aplicabilidad en productos para e cuidado personal dispersables en agua.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Por muchos años el problema de el desecho h plagado a las industrias, las cuales proporcionan pañale desechables, paños limpiadores húmedos, prendas para incontinent y productos para el cuidado de la mujer. Aún cuando mucho se h logrado al referirse a este problema, uno de los eslabone débiles ha sido la falta de capacidad para crear un tejid fibroso, coherente y económico, el cual se disuelva o s desintegre fácilmente en el agua, pero que aún tenga un resistencia en el uso. Véase, por ejemplo, la descripción de l
Patente del Reino Unido de la Gran Bretaña 2,241,373 y la Patent de los Estados Unidos de América No. 4,186,233. Sin ta producto, la capacidad del usuario para desechar el product mediante la descarga de agua en un retrete es grandement reducida, sino es que es eliminada. Además, la capacidad de producto para desintegrarse en un terreno de relleno está mu limitada debido a que una gran parte de los componentes de producto, los cuales pueden ser muy bien biodegradables fotodegradables, están encapsulados o unidos juntos por u plástico el cual se degrada sobre un período de tiemp prolongado, si es que lo hace del todo. Por tanto, si e plástico se desintegrara en la presencia del agua, lo componentes internos podrían degradarse como un resultado de l ruptura de la unión o del encapsulamiento plástico.
Los pañales desechables, los productos para e cuidado de la mujer y los productos para el cuidado de incontinente adulto usualmente comprenden un forro de lado a cuerpo el cual debe pasar rápidamente los fluidos, tal como l orina o los fluidos menstruales, de manera que el fluido pued ser absorbido por un núcleo absorbente del producto Típicamente, el forro de lado al cuerpo es un tejido fibros coherente, el cual deseablemente posee un número d características tal como la suavidad y flexibilidad. El tejid fibroso del material de forro de lado al cuerpo está típicament formado mediante la colocación en húmedo o en seco (aire) de un
pluralidad generalmente al azar de fibras y la unión de ésta para formar un tejido coherente con un aglutinante. Lo aglutinantes del pasado han llevado a cabo bien esta función Desde un punto de vista ambiental, puede declararse que lo aglutinantes del pasado han funcionado demasiado bien en e sentido que los aglutinantes tienden a no degradarse y por tant el forro permanece intacto, perjudicando severamente cualesquie degradación ambiental del producto desechable.
Se han desarrollado composiciones aglutinante recientes las cuales son mas ambientalmente responsables exhiben mejor solubilidad en agua que los aglutinantes de pasado. Una clase de aglutinantes incluye los materiale poliméricos que tienen una solubilidad inversa en agua. Esto aglutinantes son insolubles en agua tibia, pero son solubles e agua fría tal como la que se encuentra en un retrete. Es mu conocido el que un número de polímeros exhiban puntos de turbide o unas propiedades de solubilidad inversas en el medio acuoso. Estos polímeros se han citado en varias publicaciones para varia aplicaciones, incluyendo (1) como retardadores de evaporació
(Patente Japonesa No. 6,207,162); (2) composiciones sensibles la temperatura las cuales son útiles como indicadores d temperatura debido a un cambio de color agudo asociado con u cambio de temperatura correspondiente (Patente Japonesa No 6,192,527) ; (3) como materiales sensibles al calor que son opaco a una temperatura específica y que se hacen transparentes cuand
se enfrían abajo de la temperatura específica (Patente Japones No. 51,003,248 y Patente Japonesa No. 81,035,703); (4) com vendajes de herida con buenas características de absorción fácil remoción (Patente Japonesa No . 6,233,809); y (5) com materiales en productos para el cuidado personal desechable (Patente de los Estados Unidos de América ?o. 5,509,913 otorgad a Richard S. Yeo el 23 de Abril de 1996 y cedida a Kimberly Clar Corporation) .
Otros aglutinantes recientes de interés incluye una clase de aglutinantes los cuales son sensibles al ion Varias patentes de los Estados Unidos de América y Europea cedidas a Lion Corporation de Tokio, Japón, describen lo polímeros sensibles al ion que comprenden ácido acrílico y alqui o aril acrilatos . Véanse las Patentes de los Estados Unidos d América ?o. 5,312,883; 5,317,063; y 5,384,189; así como l Patente Europea ?o . 608,460A1. En la Patente de los Estado Unidos de América ?o. 5,312,883, están descritos los terpolímero como aglutinantes adecuados para telas no tej idas desechables co descarga de agua. Los terpolímeros a base de acrílico descritos los cuales comprenden un ácido acrílico parcialment neutralizado, butil acrilato y 2-etilexil acrilato, so aglutinantes adecuados para usarse en las telas no tej ida desechables con descarga de agua en algunas partes del mundo Sin embargo, debido a la presencia de una pequeña cantidad d acrilato sódico en el terpolímero parcialmente neutralizado
estos aglutinantes fallan en dispersarse en el agua que contien mas de alrededor de 15 partes por millón de Ca2+ y/o Mg2+ . Cuand se colocan en agua conteniendo mas de alrededor de 15 partes po millón de iones de Ca2+ y/o Mg+ , las telas no tejidas usando lo aglutinantes arriba descritos mantienen una resistencia a l tensión mayor de 30 g/pulgada, la cual afecta negativamente l "dispersabilidad" del tejido. El mecanismo propuesto para l falla es el de que cada uno de los iones de calcio se une con lo dos grupos de carboxilato ya sea intramolecularmente intermolecularmente. La asociación intramolecular hace que l cadena de polímero se enrolle, lo cual eventualmente lleva a l precipitación del polímero. La asociación intermolecular da u enlazamiento cruzado. Ya sea que las asociacione intramoleculares o intermoleculares estén teniendo lugar, e terpolímero no es soluble en agua que contiene mas de alrededo de 15 partes por millón de Ca2+ y/o Mg2+ . Debido a la fuert interacción entre los iones de calcio y los grupos de carboxilat del terpolímero, la disasociación del complejo es altamente n factible debido a que esta asociación es irreversible. Po tanto, el polímero arriba descrito que se ha expuesto a un solución de concentración alta de Ca+ y/o Mg2+ por alrededor d 8 horas o más no se dispersará en agua aún si disminuye l concentración de calcio. Esto limita la aplicación del polímer como un material aglutinante desechable con descarga de agu debido a que la mayoría de las áreas__ a través de los Estado
Unidos de América tienen agua dura, la cual contiene mas de 1 partes por millón de Ca2+ y/o Mg+.
Aún cuando muchas patentes describen varia composiciones sensibles a la temperatura y al ion para lo materiales desechables con descarga de agua existe una necesida de productos desechables con descarga de agua que posea suavidad, tridimensionalidad, y elasticidad; la transmisión y l integridad estructural en la presencia de los fluidos del cuerp a la temperatura del cuerpo y la dispersión de fibra verdader después del desechamiento con descarga de agua en el retrete d manera que las fibras no se enreden con la raíces de árbol en la mezclas en las tuberías de drenaje. Además, hay una necesida en el arte de productos desechables con descarga de agua qu tienen dispersabilidad en agua en todas las áreas del mundo incluyendo áreas de agua suave y dura. Tal producto se requier a un costo razonable sin comprometer la seguridad del producto sin tener preocupaciones ambientales, algo que los productos de pasado fallaron en hacer.
SÍNTESIS DE LA INVENCIÓN
La presente invención está dirigida a lo polímeros sensibles al ion, los cuales se han desarrollado par referirse a los problemas arriba descritos asociados con lo polímeros sensibles al ion actualmente disponibles y otro
polímeros descritos en la literatura. Los polímeros sensibles a ion de la presente invención tienen una "propiedad de disparo" d manera que los polímeros son insolubles en altas soluciones e agua, pero son solubles en soluciones de sal bajas, incluyendo e agua dura. A diferencia d-e algunos polímeros sensibles al ion los cuales pierden dispersabilidad en el agua dura debido a enlazamiento de forma cruzada del ion de los iones de calcio, lo polímeros de la presente invención son relativamente insensible a los iones de calcio y/o de magnesio. Consecuentemente, lo productos desechables que contienen los polímeros de la present invención mantienen su dispersabilidad en el agua dura.
Los materiales poliméricos de la present invención son útiles como aglutinantes y componente estructurales para las telas no tejidas colocadas por aire colocadas en húmedo para aplicaciones tales como de forro de lad al cuerpo, de material de distribución de fluido, de material d toma de fluido (surgimiento) o de suministro de cubierta e varios productos para el cuidado personal . Los materiale poliméricos de la presente invención son particularmente útile como un material aglutinante para los productos para el cuidad personal desechables tales como los pañales, las almohadilla para la mujer, los forros para bragas y los paños limpiadore húmedos. Los productos desechables con descarga de agu mantienen una integridad durante el almacenamiento y el uso, y s
rompen y separan después del desecho en el retrete cuando l concentración de sal cae abajo de un nivel crítico.
La presente invención también describe cómo hace no tejidos dispersables en agua, incluyendo suministro d cubierta (forro) , materiales de toma (surgimiento) y paño limpiadores húmedos los cuales son estables en los fluidos qu tienen un alto contenido iónico, usando las composicione aglutinantes poliméricas únicas descritas arriba. Los no tejido resultantes son desechables con descarga de agua y dispersable en agua debido a la sensibilidad al ion confeccionada, la cual s dispara sin importar la dureza del agua encontrada en lo retretes a través de los Estados Unidos de América y en el mundo
DESCRIPCIÓN DE LAS INCORPORACIONES PREFERIDAS.
A fin de ser un material disparable de io efectivo adecuado para usarse en los productos para el cuidad personal desechables con descarga de agua, el material deb deseablemente ser (1) funcional, por ejemplo mantener l resistencia al mojado bajo condiciones controladas y disolvers o dispersarse rápidamente en agua suave o dura tal como s encuentra en los retretes y lavabos alrededor del mundo; (2 seguro (no tóxico) y (3) económico. Los polímeros sensibles a ion de la presente invención satisfacen los criterios arrib mencionados .
A diferencia de los polímeros Lion y de otro polímeros citados en la literatura técnica, los polímeros de l presente invención son disparables de ion, así como solubles e agua que tienen mas de alrededor de 15 partes por millón de Ca y/o Mg2+ a alrededor de 200 partes por millón de Ca2+ y/o Mg2+ Los polímeros de la presente invención se han formulado par hacer mínima la interacción potencialmente fuerte entre lo aniones de los polímeros y los cationes en el agua. Esta fuert interacción puede ser explicada a través de una teoría de base d ácido duro-suave propuesta por R.G. Pearson en el Diario de l Sociedad Química Americana, vol. 85, págs . 3533 (1963); o N.S Isaacs en el libro de texto Química Orgánica Física, publicad por Longman Scientific y Technical con John Wiley & Sons, Inc. de Nueva York (1987) . Los aniones duros y los cationes duro interactúan fuertemente unos con otros . Los aniones suaves y lo cationes suaves también interactúan fuertemente unos con otros Sin embargo, los aniones suaves y los cationes duros, y vicevers interactúan débilmente unos con otros. En los polímeros Lion, e anión de carboxilato del acrilato sódico es un anión duro, e cual interactúa fuertemente con los cationes duros, Ca2+ y/o Mg2+ presentes en el agua dura y moderadamente dura. Mediante e reemplazar los aniones de carboxilato con un anión mas suave, ta como un anión sulfonato, es reducida la interacción entre lo aniones de un polímero disparable - ion y los cationes duros, Ca y/o Mg2+, presentes en el agua dura y moderadamente dura.
Los polímeros de la presente invención so formados de uno o mas monómeros tal como el polímero resultant que tiene un "balance hidrofóbico/hidrofílico" a través de l cadena de polímero. Como se usó aquí, el término "balanc hidrofóbico/hidrofílico" se refiere a un balance de las mitade hidrofóbica e hidrofílica que tienen un grado controlado d dureza o de suavidad, como se discutió arriba, a lo largo de l cadena de polímero lo cual resulta en un polímero que tiene u propiedad de disparo deseada en agua suave, dura o moderadament dura. Como se usó aquí, el término "agua suave" se refiere a e agua que tiene un contenido de ion divalente de menos d alrededor de 10 partes por millón. Como se usó aquí, el términ "agua moderadamente dura" se refiere al agua que tiene u contenido de ion divalente de desde alrededor de 10 a alrededo de 50 partes por millón. Como se usó aquí, el término "agu dura" se refiere al agua que tiene un contenido de ion divalent de mas de alrededor de 50 partes por millón. Mediante e controlar el balance hidrofóbico/hidrofílico y la composición de polímero, son producidos polímeros sensibles al ion que tiene una resistencia de aglutinamiento en el uso deseada y un dispersabilidad en agua en el agua dura.
Los polímeros de la presente invención pueden se formados de una variedad de monómeros de vinilo capaces d polimerización de radical libre. Por lo menos una parte de polímero resultante comprende una o mas unidades de monómero qu
tienen una mitad hidrofóbica sobre los mismos y una o ma unidades de monómero que tienen una mitad hidrofílica sobre lo mismos. Los monómeros adecuados, los cuales proporcionan un gra de hidrofobicidad al polímero resultante, incluyen, pero no s limitan a los esteres de vinilo, tal como al vinil acetato, a lo alquil acrilatos; y al cloruro de vinilo. Los monómero adecuados, los cuales proporcionan un grado de hidrofilia a polímero resultante incluyen, pero no se limitan a los monómero a base de acrilamida y de metacrilamida, tal como acrilamida N,N-Dimetil acrilamida, N-etil acrilamida, N-isopropi acrilamida, e hidroximetil acrilamida; N-vinil pirrolidona; N vinil foramida; hidroxialquil acrilatos y los hidroxialqui metacrilatos, tal como el hidroxietil metacrilato y e hidroxietil acrilato y los monómeros que contienen uno o mas d los siguientes grupos funcionales: hidroxi, amino, amonio sulfonato, éter, carboxilato, ácido carboxílico, amida y grupo de sulfoamida. Otros monómeros hidrofílicos e hidrofóbico adecuados incluyen los monómeros de vinilo descritos en l Patente de los Estados Unidos de América No. 5,317,063 cedida Lion Corporation, de Tokio, Japón, la cual se incorpora aquí po referencia en su totalidad. Sin embargo, a diferencia de lo polímeros Lion, los polímeros de la presente invención pueden se formados sin el uso de monómeros de ácido acrílico y/o de ácid metacrílico.
La cantidad del monómero hidrofóbico usada pa producir los polímeros sensibles al ion de la presente invenció puede variar dependiendo de las propiedades deseadas en e polímero resultante. Deseablemente, el porciento mol de monómero hidrofóbico en el polímero sensible al ion es de hast alrededor de 90 porciento de mol. Mas deseablemente, e porciento de mol del monómero hidrofóbico en el polímero sensibl al ion es de desde alrededor de 50 a alrededor de 85 porcient mol. Mas deseablemente, el porciento mol de monómero hidrofóbic en el polímero sensible al ion es de desde alrededor de 55 alrededor de 85 porciento mol.
Los polímeros sensibles al ion de la present invención pueden tener un peso molecular promedio, el cual varí dependiendo del uso final del polímero. Deseablemente, lo polímeros sensibles al ion de la presente invención tienen u peso molecular promedio de peso variando de desde alrededor d 10,000 a alrededor de 5,000,000. Mas deseablemente, lo polímeros sensibles al ion de la presente invención tienen u peso molecular promedio de peso variando de desde alrededor d 25,000 a alrededor de 2,000,000.
Los polímeros sensibles al ion de la present invención pueden ser preparados de acuerdo a una variedad d métodos de polimerización, preferiblemente un método d polimerización de solución. Los solventes adecuados para e
método de polimerización incluyen pero no se limitan a lo alcoholes inferiores tales como metanol, etanol y propanol; u solvente mezclado de agua y uno o mas alcoholes inferiore mencionados arriba; y un solvente mezclado de agua y una o ma cetonas inferiores tales como acetona y metil etil cetona.
En el método de polimerización, cualesquie iniciador de polimerización puede ser usado. La selección de u iniciador particular puede depender de un número de factore incluyendo, pero no limitándose a la temperatura d polimerización, el solvente y los monómeros usados. Lo iniciadores de polimerización adecuados para usarse en l presente invención incluyen, pero no se limitan a 2,2' azobisisobutironitrilo, 2 , 2 ' -azobis (2-metilbutironitrilo) , 2,2' azobis (2, 4-dimetilvaleronitrilo) , 2,2' -azobis (2 amidinopropano) dihidrocloruro, 2 , 2 ' -azobis (N,N' dimetileneisobutilamidina) , persulfato de potasio, persulfato d amonio, y peróxido de hidrógeno acuoso. La cantidad de iniciado de polimerización puede variar de desde alrededor de 0.01 a porciento por peso basado sobre el peso total del monómer presente .
La temperatura de polimerización puede varia dependiendo del solvente de polimerización, de los monómeros del iniciador usado, pero en general, varía de desde alrededor d 20 °C a alrededor de 90 °C. El tiempo de polimerizació
generalmente varía de desde alrededor- de 2 a alrededor de horas .
En una incorporación de la presente invención l monómeros hidrofílicos en la forma de monómeros que contiene sulfonato son incorporados en los polímeros sensibles al ion la presente invención. El anión sulfonato de estos monómeros e mas suave que el anión carboxilato ya que la carga negativa de anión sulfonato es delocalizada sobre 3 átomos de oxígeno y átomo de sulfuro mas grande, en la posición a solo 2 átomos oxígeno y un átomo de carbono más pequeño en el anió carboxilato. Estos monómeros, que contienen anión sulfonato ma suave, son menos interactivos con los iones multivalente presentes en el agua dura, particularmente los iones Ca2+ y/o Mg2+ Los monómeros que contienen sulfonato adecuado se incluyen, per no se limitan a la sal sódica de ácido estireno sulfónico (NaSS) 2-acrilamido-2-metilo-l-ácido propanosulfónico (AMPS), sal sódic de 2-acrilamido-2-metilo-l-ácido propanosulfónico (NaAMPS), ácid vinilsulfónico, sal sódica de ácido vinilsulfónico, acrilatos d alquilo que contienen sulfonato en donde el grupo de alquil contiene de desde 2 a 4 átomos de carbono, sal sódica de alqui acrilatos que contienen sulfonato en donde el grupo de alquil contiene de desde 2 a 4 átomos de carbono, alquil metacrilato que contienen sulfonato en donde el grupo de alquilo contiene d desde 2 a 4 átomos de carbono, sal sódica de alquil metacrilato que contienen sulfonato en donde el grupo de alquilo contiene d
desde 2 a 4 átomos de carbono. Para mantener el balanc hidrofóbico/hidrofílico del polímero sensible al ion, uno o m monómeros hidrofóbicos son agregados al polímero.
En una incorporación adicional de la present invención, los polímeros sensibles al ion son producidos de 2 3 monómeros seleccionados de: AMPS, butil acrilato y 2-etilexi acrilato. Aún cuando cualesquier porcentaje de mol de los monómeros arriba mencionados puede ser usado para forma polímeros sensibles al ion de la presente invenció deseablemente, los monómeros están presentes en los polímero sensibles al ion en los siguientes porcientos de mol: AMPS, ma de 20 a alrededor de 50% mol; butil acrilato, alrededor de 0 alrededor de 85% mol; y 2-etilexil acrilato, alrededor de 0 alrededor de 85% mol. Más deseablemente, los monómeros está presentes en los polímeros sensibles al ion en los siguiente porcientos de mol: AMPS, alrededor de 15 a alrededor de 30% mol butil acrilato, alrededor de 70 a alrededor de 85% mol; y 2 etilexil acrilato, alrededor de 0 a alrededor de 15% mol. Aú mas deseablemente, los monómeros están presentes en los polímero sensibles al ion en los siguientes porcientos de mol: AMPS alrededor de 18 a alrededor de 23% mol; butil acrilato, alrededo de 77 a alrededor de 82% mol; y 2-etilexil acrilato, alrededor d 0 a alrededor de 10% mol.
A fin de afinar en forma fina adicionalmente e balance hidrofóbico/hidrofílico de los polímeros sensibles a ion, por lo menos una parte de las mitades acidas, si está presente, junto con la cadena de polímero puede ser neutralizada Por ejemplo, el polímero sensible al ion arriba descrito qu comprende hasta 3 monómeros distintos puede ser total parcialmente neutralizado para convertir algunos o todos de lo AMPS a NaAMPS. Cualesquier base inorgánica o base orgánica pued ser usada como un agente neutralizante para neutralizar e componente ácido de los polímeros sensibles al ion. Los ejemplo de los agentes neutralizantes se incluyen, pero no se limitan a las bases inorgánicas tal como el hidróxido de sodio, e hidróxido de potasio, el hidróxido de litio y el carbonato d sodio, y las aminas tales como la monoetanolamina, dietanolamina dietilaminoetanol, amoniaco, trimetilamina, trietilamina tripropilamina, morfolina. Los agentes neutralizantes deseado se incluyen etanolaminas, hidróxido de sodio, hidróxido d potasio, o una combinación de los mismos.
En una incorporación adicional de la present invención, los polímeros sensibles al ion son producidos de 2 3 monómeros seleccionados de: AMPS, butil acrilato, y 2-etilexi acrilato, y están esencialmente libres de monómeros de ácid acrílico y de ácido metacrílico y de unidades polimérica derivadas de monómeros de ácido acrílico y de ácido metacrílico Deseablemente, los polímeros sensibles al ion de la present
invención contienen menos de 10 partes por millón de monómeros ácido acrílico y de ácido metacrílico combinados y menos de 0.01 mol de unidades poliméricas derivadas de monómeros de ácid acrílico y de ácido metacrílico. Mas deseablemente, lo polímeros sensibles al ion de la presente invención contiene menos de 10 ppb de ácido acrílico y de monómeros de ácid metacrílico combinados y menos de 0.001% de mol de unidade poliméricas derivadas de ácido acrílico y de monómeros de ácid metacrílico.
Un polímero modificado con sulfonato que tiene un sensibilidad a la sal también puede producirse mediante l sulfonación de un polímero existente, tal como un copolímero terpolímero. Los métodos para sulfonatar los polímeros son mu conocidos en el arte. Los mé.todos para la producción de lo polímeros sulfonatados o sulfatados están descritos en la Patent de los Estados Unidos de América No. 3,624,069 otorgada e Noviembre de 1971 a Schwelger; Patente de los Estados Unidos d América No. 4,419,403 otorgada el 6 de diciembre de 2983 Varona; en la Patente de los Estados Unidos de América No 5,522,967, otorgada el 4 de junio de 1996 a Shet; en la Patent de los Estados Unidos de América No. 4,220,739, otorgada el 2 d septiembre de 1980 a Walles, en la Patente de los Estados Unido de América No. 5,783,200, otorgada el 21 de julio de 1998 Motley y otros, así como en las siguientes Patentes: Patentes d los Estados Unidos de América No. 2,400,720; 2,937,066
2,786,780; 2,832,696; 3,613,957, y 3,740,258, todas las cual son incorporadas aquí por referencia. Los principios para l sulfación y la sulfonación (por ejemplo el tratamiento a trav de ácido sulfámico, la reacción con cloruro de tionilo o áci clorosulfónico, o la exposición al trióxido de sulfuro) est entre las trayectorias descritas por Samuel Shore y D.R. Berg en "Sulfatos de Alcohol y de Alcohol Éter" Surfactant Aniónicos, Parte 1, editor Warner M. Linfield, Nueva York; Marc Dekker, Inc., 1976, pág. 135-149; y por Ben E. Edwards, "L Mecanismos de Sulfonación y Sulfación" en los surfactante aniónicos, Parte 1, editor Warner M. Linfield, Nueva York; Marce Dekker, Inc., 1976, pags . 111-134 ambas de las cuales s incorporan aquí por referencia.
En aún otra incorporación adicional de la present invención, los polímeros sensibles al ion descritos arriba so usados como un material aglutinante para productos desechable con descarga de agua y/o no desechables con descarga de agua. fin de ser efectivos como un material aglutinante en lo productos desechables con descarga de agua a través de lo Estados Unidos de América, los polímeros sensibles al ion de l presente invención permanecen estables y mantienen su integrida mientras que están secos o a altas concentraciones de ione monovalentes y/o multivalentes, pero se hacen solubles en agu que contienen hasta alrededor de 200 partes por millón de ione Ca2+ . Deseablemente, los polímeros sensibles al ion de l
presente invención son insolubles en una solución de sal qu contiene por lo menos alrededor de 0.3% por peso de una o ma sales inorgánicas y/u orgánicas que contienen iones monovalente y/o multivalentes. Mas deseablemente, los polímeros sensibles a ion de la presente invención son insolubles en una solución d sal que contiene de desde alrededor de 0.3% a alrededor de 5.0 por peso de una o mas sales inorgánica y/u orgánica que contien iones monovalentes y/o multivalentes. Aún mas deseablemente, lo polímeros sensibles al ion de la presente invención so insolubles en una solución de sal que contiene de desde alrededo de 0.5% por peso a alrededor de 3.0% por peso de una o mas sale inorgánicas y/u orgánicas que contienen iones monovalentes y/ multivalentes. Los iones monovalentes y/o multivalente adecuados se incluyen, pero no se limitan a los iones Na+, ione K+, iones Li+, iones NH4+ , iones Ca2+, iones Mg2+, iones Zn2+, ione S04. y una combinación de los mismos.
Basándose sobre un estudio reciente llevado a cab por la Sociedad Química Americana, la dureza de agua a través d los Estados Unidos de América varía grandemente, con un concentración de CaC03 variando de desde casi cerca de cero par el agua suave a alrededor de 500 partes por millón de CaC
(alrededor de 200 partes por millón de ion de Ca2+) para el agu muy dura. Para asegurar la dispersabilidad del polímero a travé del país, los polímeros sensibles al ion de la presente invenció son deseablemente solubles en agua que contiene hasta alrededo
de 50 partes por millón de iones de Ca2+ y/o Mg2 Ma deseablemente, los polímeros sensibles al ion de la present invención son solubles en agua que contiene hasta alrededor 100 partes por millón de iones Ca2+ y/o Mg2+ . Aún ma deseablemente, los polímeros sensibles al ion de la present invención son solubles en agua conteniendo hasta alrededor de 15 partes por millón de iones Ca2+ y/o Mg2+ . Aún mas deseablemente los polímeros sensibles al ion de la presente invención so solubles en agua que contiene hasta alrededor de 200 partes po millón de iones de Ca2+ y/o Mg2+ .
Las formulaciones aglutinantes de la present invención pueden ser aplicadas a cualesquier sustrato fibroso Los aglutinantes son particularmente adecuados para usarse en lo productos dispersables en agua. Los sustratos fibrosos s incluyen, pero no se limitan a las telas tejidas y no tejidas En muchas incorporaciones, los productos para el cuidado persona particularmente, los sustratos preferidos son las telas n tejidas. Como se usó aquí, el término "tela no tejida" s refiere a una tela que tiene una estructura de fibra individuales o filamentos arreglados al azar en una forma de tip de estera. Las telas no tejidas pueden hacerse de una varieda de procesos incluyendo, pero no limitándose a los procesos d colocación por aire, a los procesos de colocación en húmedo, los procesos de hidroenredado, a la unión y cardado de fibra, al hilado de solución.
La composición aglutinante puede ser aplicada a sustrato fibroso por cualesquier proceso de aplicación conocido Los procesos adecuados para aplicar el material aglutinant incluyen, pero no se limitan a la impresión, el rociado, l impregnación o por cualesquier otra técnica adecuada. L cantidad de composición aglutinante puede ser dosificada distribuida uniformemente dentro del sustrato fibroso o puede n ser distribuida uniformemente dentro del sustrato fibroso. L composición aglutinante puede ser distribuida a través de sustrato fibroso completo o esta puede ser distribuida dentro d una multiplicidad de áreas cercanamente espaciadas y pequeñas En la mayoría de las incorporaciones, la distribución uniforme d la composición aglutinante es deseada.
Para la facilidad de aplicación al sustrat fibroso, el aglutinante puede ser disuelto en agua o en e solvente no acuoso tal como el metanol, el etanol, la acetona similares, con el agua siendo el solvente deseado. La cantida de aglutinante disuelto en el solvente puede variar dependiend del polímero usado y de la aplicación de la tela. Deseablemente la solución aglutinante contiene hasta alrededor de 25% por pes de sólidos de composición aglutinante. Mas deseablemente, l solución aglutinante contiene de desde alrededor 10 a 20% po peso de sólidos de composición aglutinante. Los plastificantes los perfumes, los agentes colorantes, las antiespumas, lo bactericidas, los agentes de superficie activa, los agente
espesadores, los rellenadores, los glutinizantes, l desglutinizantes, y los aditivos similares pueden se incorporados en la solución de componentes aglutinantes si así s desea.
Una vez que la composición aglutinante es aplica al sustrato, el sustrato puede ser secado por aire o puede s secado por cualesquier medios convencionales. Los métodos secado adecuado se incluyen, pero no se limitan a el secado po aire, al secado en un horno de convexión, la exposición de sustrato a las lámparas de calor etc. Otros métodos de seca los cuales pueden ser usados incluyen las operaciones de remoci de agua a temperatura baja tal como el secado a la temperatu ambiente o el secado con congelación. La temperatura elevada e generalmente útil para el secado pero no es necesaria. Po tanto, la temperatura máxima a la cual se expone el sustrato o la cual el sustrato se lleva puede estar abajo de cualesquiera los siguientes: 180°C, 160°C, 140°C, 120°C, 110°C, 105°C, 100°C 90°C, 75°C y 60°C, con un rango de ejemplo para la temperatura tejido pico de desde alrededor de 50°C a alrededor de 110°C, o desde alrededor de 70°C a alrededor de 140°C. Desde luego pueden ser usadas temperaturas mas altas, pero no son necesari en la mayoría de las incorporaciones.
Una vez seco, el sustrato fibroso coherente exhib una resistencia a la tensión mejorada cuando se compara con l
resistencia a la tensión de los sustratos colocados en húmedo n tratados o colocados en seco, y no obstante tiene la capacidad d rápidamente "romperse" o desintegrarse cuando se coloca en e agua suave o dura que tienen una concentración iónica monovalent y/o multivalente relativamente baja y se agita. Por ejemplo, l resistencia a la tensión en seco del sustrato fibroso pued aumentarse por lo menos por 25% en comparación a la resistenci a la tensión en seco del sustrato no tratado que no contiene e aglutinante. Mas particularmente, la resistencia a la tensión e seco del sustrato fibroso puede aumentarse por lo menos por 100 en comparación a la resistencia a la tensión en seco del sustrat no tratado que no contiene el aglutinante. Aún ma particularmente, la resistencia a la tensión en seco del sustrat fibroso puede aumentarse por lo menos por 500% en comparación la resistencia a la tensión en seco del sustrato no tratado qu no contiene el aglutinante.
Una característica deseable de la present invención es que la mejora en la resistencia a la tensión s efectúa en donde la cantidad de la composición aglutinant presente, "agregada", en el sustrato fibroso resultant representa solo una pequeña parte, por peso, del sustrat completo. La cantidad de "agregado" puede variar para un aplicación particular; sin embargo, la cantidad óptima d "agregado" resulta en un sustrato fibroso el cual tien integridad mientras que está en uso y que se dispersa rápidament
cuando se agita en agua. Por ejemplo, los componente aglutinantes típicamente son de desde alrededor de 5 a alrededo de 65% por peso, del peso total del sustrato. Ma particularmente, los componentes aglutinantes pueden ser de ma de 0 a alrededor de 35% por peso, del peso total del sustrato Aún mas particularmente, los componentes aglutinantes pueden se de desde alrededor de 10 a alrededor de 25% por peso, del pes total del sustrato. Sin embargo, en algunas incorporaciones d la presente invención, los componentes aglutinantes pueden ser d menos de alrededor de 15% por peso, del peso total del sustrato y en algunos casos, de menos de alrededor de 10% por peso, de peso total del sustrato.
Las telas no tejidas de la presente invenció tienen una buena resistencia a la tensión en el uso, así como u buen disparo de ion. Deseablemente, las telas no tejidas de l presente invención son resistentes a la abrasión y retienen un resistencia a la tensión significante en las soluciones acuosa que contienen mas de alrededor de 0.5 porciento por peso, de NaC o una mezcla de iones monovalentes y multivalentes, en donde l concentración de ion multivalente es mayor de alrededor de 50 partes por millón, pero no obstante las telas no tejidas so dispersables en agua suave a moderadamente dura a dura. Debid a esta última propiedad, las telas no tejidas de la present invención son muy adecuadas para los productos desechables tale como las toallas sanitarias, los pañales y los paños limpiadore
prehumedecidos y secos, los cuales pueden ser tirados en retrete con descarga de agua después de usarse en cualesqui parte del mundo.
Las fibras que forman las telas mencionadas arri pueden hacerse de una variedad de materiales incluyendo l fibras naturales, las fibras sintéticas, y las combinaciones las mismas. La elección de las fibras dependerá por ejemplo d uso intentado final de la tela terminada y del costo de la fibra por ejemplo, los sustratos fibrosos adecuados pueden inclui pero no se limitan a las fibras naturales tal como de algodón, lino, de yute, de cáñamo, de lana, de pulpa de madera, etc Similarmente, las fibras celulósicas regeneradas tal como viscosa rayón y de rayón cupramonio, las fibras celulósica modificadas tal como de acetato de celulosa, o las fibra sintéticas tal como aquellas derivadas de poliésteres poliamidas, poliacrílicos, etc., solas o en combinación unas co otras pueden en forma similar ser usadas. Las mezclas de una mas de las fibras arriba mencionadas también pueden ser usadas s así se desea.
La longitud de fibra es importante para produci las telas de la presente invención. En algunas incorporacione tal como los productos desechables con descarga de agua, l longitud de fibra es de mas importancia. La longitud mínima las fibras dependerá del método seleccionado para formar e
sustrato fibroso. Por ejemplo, en donde el sustrato fibroso est formado mediante el cardado, la longitud de la fibra deb usualmente ser de por lo menos de alrededor de 42 mm. a fin d asegurar la uniformidad. En donde el sustrato fibroso est formado por procesos de colocación por aire o de colocación e húmedo, la longitud de fibra puede deseablemente ser de alrededo de 0.2 a 6 mm. Aún cuando las fibras que tienen una longitud d mas de 50 mm. están dentro del alcance de la presente invención se ha determinado que cuando una cantidad sustancial de fibra que tienen una longitud mayor de alrededor de 15 mm. se coloca e una tela desechable con descarga de agua aún cuando las fibras s dispersarán y separarán en agua, estas longitudes tienden formar "cuerdas" de fibras las cuales son indeseables cuando s desechan con descarga de agua en los retretes domésticos. Po tanto, para estos productos, se desea que la longitud de fibr sea de alrededor de 15 mm. o menos de manera que las fibras n tengan una tendencia a "encordarse" cuando estas se desechan co descarga de agua a través de un retrete. Aún cuando las fibra de varias longitudes son aplicables en la presente invención, la fibras deseablemente son de una longitud de menos a alrededor d 15 mm de manera que las fibras se dispersan fácilmente unas d otras cuando están en contacto con el agua.
Las fibras de la presente invención pueden se formadas de una capa única o de capas múltiples. En el caso d las capas múltiples, las capas están generalmente colocadas e
una relación yuxtapuesta o de superficie a superficie y todas una parte de las capas pueden estar unidas a las capa adyacentes. Las telas no tejidas de la presente invenció también pueden ser formadas de una pluralidad de telas no tejida separadas en donde las telas no tej idas separadas pueden se formadas de capas únicas o múltiples. En esos casos, en dond las telas no tejidas incluyen capas múltiples, el grosor complet de la tela no tejida puede someterse a una aplicación aglutinant o cada capa individual puede ser sometida separadamente a un aplicación aglutinante y después puede combinarse con otras capa en una relación yuxtapuesta para formar la tela no tejid terminada .
En una incorporación, los sustratos de tela de l presente invención pueden ser incorporados en producto absorbentes de fluido del cuerpo y limpiadores tales como la toallas sanitarias, los pañales, los vendajes quirúrgicos, lo tisús, los paños limpiadores húmedos, y similares. Esto productos pueden incluir un núcleo absorbente, comprendiendo un o mas capas del material fibroso absorbente. El núcleo tambié puede comprender una o mas capas del elemento permeable a fluido, tal como un tisú fibroso, gasa, red de plástico etc
Estos son generalmente útiles como materiales de envoltura par sostener los componentes del núcleo juntos. Adicionalmente, e núcleo puede comprender unos medios de barrera o element impermeable al fluido para evitar el paso del fluido a través de
núcleo y hasta las superficies exteriores del producto Preferiblemente, los medios de barrera también son dispersable en agua. Una película de un polímero que tiene esencialmente l misma composición como el aglutinante dispersable en agua ante mencionado es particularmente adecuado para este propósito. D acuerdo con la presente invención, las composiciones de polímer son útiles para formar cada uno de los componentes de product arriba mencionados incluyendo las capas de núcleo absorbente, e elemento permeable al fluido, los materiales de envoltura, y lo medios de barrera o de elemento impermeable al fluido.
Las fórmulas aglutinantes son particularment útiles para aglutinar fibras de telas no tejidas colocadas po aire. Estos materiales colocados por aire son útiles para lo forros de lado al cuerpo, los materiales de distribución de fluido, los materiales de toma de fluido, tal como el material d surgimiento, la hoja de envoltura absorbente y el suministro d cubierta para varios productos para el cuidado persona dispersables en agua. Los materiales colocados por aire so particularmente útiles para usarse como un paño limpiado prehumedecido. Los pesos base para las telas no tejida colocadas por aire pueden variar de desde alrededor de 20 alrededor de 200 gramos por metro cuadrado (gsm) con fibra básicas teniendo un denier de 2-3 y una longitud de alrededor d 6-15 milímetros. Los materiales de surgimiento de toma necesita una mejor elasticidad y una esponjosidad superior de manera qu
las fibras básicas teniendo alrededor de 6 denier o más sea usadas para hacer estos productos. Una densidad final deseabl para el material de surgimiento o de toma es de entre alrededo de 0.025 gramos/centímetro cúbico (g/cc) a alrededor de 0.05 g/cc. Los materiales de distribución del fluido pueden tener un densidad superior, en el rango deseado de alrededor de 0.10 alrededor de 0.20 g/cc usando fibras de denier mas bajo, ma deseablemente fibras que tienen un denier de menos de alrededo de 1.5. Los paños limpiadores generalmente, tienen una densida de alrededor de 0.05 gramos/cc a alrededor de 0.2 g/cc y un pes base de alrededor de 30 gsm a alrededor de 90 gsm.
Una incorporación particularmente interesante d la presente invención es la producción de paños limpiadore prehumedecidos o de paños limpiadores húmedos de los polímero sensibles al ion descritos arriba y de los materiales fibrosos Para los paños limpiadores, la tela no tejida es formada deseablemente, de fibras relativamente cortas, tal como fibras d pulpa de madera. La longitud mínima de las fibras dependerá de método seleccionado para formar la tela no tejida. En donde l tela no tejida está formada por el método de humedad y secado, l longitud de fibra es deseablemente de desde alrededor de 0. milímetros a 15 milímetros. Deseablemente, la tela no tejida d la presente invención tiene una resistencia cohesiva en húmed relativamente baja cuando ésta no está unida junta por u adhesivo o por un material aglutinante. Cuando tales telas n
tejidas son unidas juntas por un adhesivo, el cual pierde s resistencia de unión en el agua de la llave y en un agua d drenaje, la tela se romperá fácilmente por la agitació proporcionada por el desecho con descarga de agua y el movimient a través de las tuberías de drenaje.
Los paños limpiadores terminados pueden se empacados individualmente, preferiblemente en una condició doblada, en un sobre a prueba de humedad o empacados e recipientes que contienen cualesquier número deseado de hojas e un paquete a prueba de agua con un agente humedecedor aplicado a paño limpiador. En relación al peso de la tela seca, el pañ limpiador puede contener de desde alrededor de 10 porciento alrededor de 400 porciento y deseablemente de desde alrededor d 100 porciento a alrededor de 300 porciento del agent humedecedor. El paño limpiador debe mantener sus característica deseadas sobre períodos de tiempo involucrados en e almacenamiento, transporte, exhibición al menudeo y almacenaj por el consumidor. Por tanto, la vida en el anaquel puede varia de desde 2 meses a 2 años.
Varias formas de envolturas impermeables par contener los materiales empacados en húmedo tales como los paño limpiadores y las toallitas y similares son muy conocidos en e arte. Cualesquiera de estos pueden ser empleados para empaca los paños limpiadores prehumedecidos de la presente invención.
En una incorporación de la presente invención, lo paños limpiadores húmedos, que comprenden la tela no tejid arriba descrita, son almacenados en un paquete impermeable y s saturan con una solución de sal que contiene mas de alrededor d 0.5 porciento por peso de una o mas sales monovalentes, tal com NaCl o KCl. Deseablemente, la solución de sal contiene alrededo de 0.5 a 3.0 porciento por peso de una o mas sales monovalentes En otra incorporación,, los paños limpiadores húmedos so saturados con una solución de sal que contiene mas de alrededo de 500 partes por millón de uno o más iones multivalentes, ta como iones Ca2+ o Mg2+ . En una incorporación adicional, los paño limpiadores húmedos son saturados con una solución de sal qu contiene mas de alrededor de 0.5 porciento por peso de una o ma sales monovalentes en combinación con uno o mas ione multivalentes, en donde la concentración de iones multivalente es mayor de alrededor de 500 partes por millón. En aún un incorporación adicional, los paños limpiadores húmedos so saturados con una solución humedecedora como se describió en l solicitud co-pendiente de los Estados Unidos de América ?o. (KC Ref. ?o. 15,056; J&A ?o . : 11302-0960
Etiqueta de Correo Express ?o. EL498678364US) , intitulad "POLÍMEROS DISPERSABLES EN AGUA SENSIBLES AL ION, UN MÉTODO PAR HACER LOS MISMOS Y ARTÍCULOS USANDO LOS MISMOS" presentada el de mayo de 2000, a cuya totalidad se incorpora aquí po referencia .
Deseablemente, los paños limpiadores húmedo poseen una resistencia a la tensión en uso de por lo menos de 10 g/pulgada, y una resistencia a la tensión de menos de alrededo de 30 g/pulgada después de haberse empapado en agua teniendo un concentración de iones de Ca2+ y/o Mg2+ de alrededor de 50 parte por millón por alrededor de 1 hora. Mas deseablemente, los paño limpiadores húmedos poseen una resistencia a la tensión en uso d por lo menos de 300 g/pulgada, y una resistencia a la tensión d menos de alrededor de 30 g/pulgada después de haberse empapado e agua que tiene una concentración de iones de Ca2+ y/o Mg2+ d alrededor de 50 partes por millón por alrededor de 1 hora. E una incorporación adicional, los paños limpiadores húmedo deseablemente poseen una resistencia a la tensión en uso de po lo menos de 200 g/pulgada, y una resistencia a la tensión d menos de alrededor de 20 g/pulgada después de haberse empapado e agua teniendo una concentración de iones de Ca2+ y/o Mg2+ d alrededor de 200 partes por millón por alrededor de 1 hora. Aú mas deseablemente, los paños limpiadores húmedos poseen un resistencia a la tensión en uso de por lo menos de 300 g/pulgada y una resistencia a la tensión de menos de alrededor de 2 g/pulgada después de haberse empapado en agua teniendo un concentración de iones de Ca+ y/o Mg2+ de alrededor de 200 parte por millón por alrededor de 1 hora.
Las telas no tejidas de la presente invenció también pueden ser incorporadas en tales productos absorbedore
de fluido del cuerpo como las toallas sanitarias, los pañales los vendajes para heridas, los tisús y similares. El aglutinant es tal que este no se disolverá cuando se pone en contacto co los fluidos del cuerpo ya que la concentración de iones en lo fluidos del cuerpo está arriba del nivel necesario para l disolución. La tela no tejida retiene su estructura, suavidad exhibe una firmeza satisfactoria para un uso práctico. Si embargo, cuando se pone en contacto con el agua que tiene un concentración de iones multivalentes tales como los iones Ca2+ y/ Mg2+, de hasta alrededor de 200 partes por millón, el aglutinant se dispersa. La estructura de tela no tejida es entonce fácilmente rota y se dispersa en el agua.
En una incorporación de la presente invención, l resistencia a la tensión en uso de una tela no tejida es mejorad por la formación de la tela no tejida con un material aglutinant que comprende un polímero sensible al ion de la present invención y aplicando subsecuentemente una o mas sale monovalentes y/o multivalentes de la tela no tejida. La sa puede ser aplicada a la tela no tejida por cualesquier métod conocido a aquellos expertos en el arte incluyendo, pero n limitándose a la aplicación de un polvo sólido sobre la tela rociando una solución de sal sobre dicha tela. La cantidad d sal puede variar dependiendo de una aplicación particular. Si embargo, la cantidad de sal aplicada a la tela es típicamente d desde alrededor de 0.1 porciento por peso a alrededor de 1
porciento por peso de sólidos de sal basados sobre el peso tota de la tela. Las telas que contienen sal de la presente invenció pueden ser usadas en una variedad de aplicaciones de tel incluyendo, pero no limitándose a las almohadillas para la muje los pañales .
Aquellos expertos en el arte entenderán fácilment que las fórmulas aglutinantes y los sustratos fibrosos de l presente invención pueden ser empleados ventajosamente en l preparación de una amplia variedad de productos, incluyendo, per no limitándose a los productos para el cuidado persona absorbentes diseñados para estar en contacto con los fluidos de cuerpo. Tales productos pueden solo comprender una capa únic del sustrato fibroso o pueden comprender una combinación d elementos como se describió arriba. Aún cuando las fórmula aglutinantes y los sustratos fibrosos de la presente invenció son particularmente adecuados para los productos para el cuidad personal, las fórmulas aglutinantes y los sustratos fibroso pueden ser empleados ventajosamente en una amplia variedad d productos para el consumidor.
La presente invención está ilustrada además po los siguientes ejemplos los cuales no deben considerarse e cualesquier manera como que imponen limitaciones sobre el alcanc de la misma. Por el contrario, se entiende claramente que pued acudirse a varias otras incorporaciones, modificaciones,
equivalentes de las mismas, las cuales después de la lectura d la descripción dada aquí, pueden sugerirse a si mismas a aquello expertos en el arte sin departir del espíritu de la present invención y/o del alcance de las reivindicaciones anexas.
EJEMPLOS
Preparación de Polímeros Sensibles al ion
Se produjeron 13 polímeros sensibles al io mediante polimerización de radical libre usando 2 a 3 monómero seleccionados de AMPS, butil acrilato, y 2-etilexil acrilato. L polimerización se llevó a cabo en una solución homogénea qu contiene una de las siguientes mezclas: 70% por peso de aceton y 30% por peso de agua; 75% por peso de metanol y 25% por peso d agua; y 75% por peso de etanol y 25% por peso de agua. U ejemplo típico se da abajo.
EJEMPLO 1
Preparación de los Polímeros Sensibles al ion
El AMPS (29.36 g, 0.142 mol) fue disuelto en 40 gramos de agua. El butil acrilato (40.6, 0.317 mol) y el 2 etilexil acrilato (7.6 g, 0.042 mol) fueron disueltos en 12 gramos de metanol y después se agregaron a la solución de agua d
AMPS para formar una solución homogénea de los monómeros . U iniciador, 2 , 2 -azobisisobutironitrilo (AIBN) (0.25 g, 1.5 x 10 mol) fue disuelto en 20 mililitros de metanol. La solución d monómero fue desoxigenatada mediante burbujeo de N2 a través d la solución por 20 minutos. A una botella de fondo redondo de cuellos de 500 mililitros, equipada con un condensador, do embudos de adición y un agitador magnético, fueron agregados 4 gramos de una mezcla de metanol/agua (75/25) . El solvente fu calentado a un reflujo suave bajo nitrógeno. Los monómeros y e iniciador fueron agregados simultáneamente desde los embudos d adición sobre un período de dos hora. La polimerización se dej proceder por un tiempo adicional de 2 horas. Después de enfriamiento a la temperatura ambiente, el NaOH (5.68 g, 0.14 mol) en 20 mililitros de agua fueron entonces agregados a l mezcla a la temperatura ambiente para neutralizar el AMPS.
Un total de trece polímeros (Muestras 1-13) fuero sintetizados usando el procedimiento arriba descrito y un sistem de solvente particular. Las composiciones de las muestras 1-1 y del sistema solvente usado están resumidas en la tabla 1 dad abajo. Todos los porcentajes se dan en porciento por mol.
Tabla 1. Composiciones de Polímeros Sensibles al ion
EJEMPLO 2
Prueba de Solubilidad de Polímeros Sensibles al ion.
La solubilidad de los polímeros sensibles al io del ejemplo 1 se midió en las siguientes soluciones: Agu deionizada, una solución de 200 ppm de Ca2+/Mg2+; una solución d
4 porciento por peso de NaCl ; y una solución de 4% por peso d ZnCl2. La solubilidad fue probada como sigue.
Las muestras de película de los polímero sensibles al ion fueron preparadas mediante el fraguar l solución de polímero neutralizada o dispersión en un molde d silicona rectangular (180 mm x 180 mm x lmm) . Las muestras d película fueron colocadas en una cubierta de laboratorio po alrededor de 8 horas y después se colocaron en un horno de air forzado y ventilado a 65 °C para permitir que cualesquier solvent presente se evapore y para secar las muestras .
Las muestras de las películas de polímero secada
(muestras de -100 mg) fueron pesadas y después se colocaron en u recipiente con 10 mililitros de una solución de "desecho co descarga de agua" se usaron dos soluciones separadas de "desech con descarga de agua" para representar el agua que tiene un rang de dureza de agua. El agua deionizada fue usada para representa
agua muy suave y una solución de 200 partes por millón de Ca2+/Mg fue usada para representar el agua muy dura . Después de l permanencia en la solución de "lavado con descarga de agua" po una hora, la muestra fue filtrada usando un papel de filtr Whatman # 5 prepesado y se aspiró con una aspiradora d laboratorio para recolectar la fracción no disuelta. El papel d filtro y la muestra recolectada fueron secados a 65°C por 3 hora y después se pesaron. El peso seco de la película no disuelt fue determinado mediante el restar el peso del papel de filtro El porciento de solubilidad de la muestra de película fu calculado como [1- (peso recuperado/peso original)] por 100%.
Similarmente, las muestras de película seca fuero colocadas en soluciones "preservadoras" de 1.5% por peso d solución de NaCl, una solución de 4% por peso de NaCl , o un solución de 4% por peso de ZnCl2. Las muestras de película fueron colocadas en las soluciones "preservadoras" por lo meno por 12 horas y después se filtraron y se pesaron como s describió arriba. Los resultados de la solubilidad se dan abaj en la tabla 2.
Tabla 2. Resultados de Solubilidad
Los resultados de la tabla 2 indican que lo polímeros sensibles al ion de la presente invención poseen u
rango de propiedades de solubilidad que depende del número d factores incluyendo un porciento de mol de cada componente, y u sistema solvente usado para producir los polímeros. Los datos d la tabla 2 sugieren que los polímeros que tienen más de alrededo de 35% de mol de NaAMPS tienden a ser solubles en ambas la soluciones de "desecho con descarga de agua", así como en la soluciones "preservadoras". (Véanse las muestras 1-4, 10 y 13) La muestra 7 no soportó esta posición. Se cree que el sistema d solvente de agua/acetona interactuó con los componentes de polímero resultando en un polímero enlazado en forma cruzada, e cual se hinchó con la exposición a las soluciones de "desecho co descarga de agua" así como con la exposición a las solucione "preservadoras". (Véanse las muestras 6-9) .
Los datos de la tabla 2 además sugieren que lo polímeros que tienen menos de alrededor de 20% por mol de NaAMP tienden a ser insolubles en ambas soluciones de "desecho co descarga de agua", así como en las soluciones "preservadoras"
(Véanse las muestras 6, 8 y 9) . Sin embargo esto puede ser e resultado del enlazamiento cruzado como se discutió arriba.
La muestra 5 proporcionó las mejores propiedade de disparo de ion de las muestras mencionadas arriba. La muestr 5 fue soluble en las soluciones "desechables con descarga d agua" pero fue insoluble en las soluciones "preservadoras".
SS k. Deberá notarse que los ejemplos arriba descrito son incorporaciones preferidas y que no se intenta limitar e alcance de la presente invención en ninguna manera. Varia modificaciones y otras incorporaciones y usos de los polímero sensibles al ion descritos, evidentes a aquellos expertos en e arte, también están consideradas como estando dentro del alcanc de la presente invención.
Claims (32)
1. Un polímero sensible al ion en donde e polímero es insoluble en la solución de sal que contiene por l menos alrededor de 0.3 porciento por peso, dicha sal comprend uno o mas iones monovalentes o multivalentes; en donde e polímero es soluble en agua de la llave conteniendo hast alrededor de 500 partes por millón de uno o más ione multivalentes; y en donde el polímero no está formado d monómeros de ácido acrílico o de ácido metacrílico.
2. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímero e insoluble en una solución de sal que contiene por lo meno alrededor de 0.3 porciento por peso de sal, dicha sal comprend uno o más iones monovalentes o multivalentes; y en donde e polímero es soluble en agua de la llave que contiene de desd alrededor de 15 partes por millón a alrededor de 200 partes po millón de uno o más iones multivalentes.
3. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque el polímero e insoluble en la solución de sal que contiene por lo meno alrededor de 0.3 porciento por peso de sal, dicha sal comprend uno o más iones monovalentes o multivalentes; y en donde e polímero es soluble en agua de la llave que contiene de desd alrededor de 15 partes por millón a alrededor de 150 partes po millón de uno o más iones multivalentes.
4. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque el polímero e insoluble en una solución de sal que contiene por lo meno alrededor de 0.3 porciento por peso de sal, dicha sal comprend uno o mas iones monovalentes o multivalentes; y en donde e polímero es soluble en agua de la llave conteniendo de desd alrededor de 15 partes por millón a alrededor de 100 partes po millón de uno o más iones multivalentes.
5. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 4, caracterizado porque el polímero e insoluble en una solución de sal que contiene por lo meno alrededor de 0.3 porciento por peso de sal, dicha sal comprend uno o más iones monovalentes o multivalentes; y en donde e polímero es soluble en agua de la llave conteniendo de desd alrededor de 15 partes por millón a alrededor de 50 partes po millón de uno o más iones multivalentes.
6. El polímero sensible al ion tal, y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímero e insoluble en una solución de sal que contiene de desde alrededo de 0.5 porciento por peso a alrededor de 5.0 porciento por pes de la sal .
7. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímero e insoluble en una solución de sal que contiene de desde alrededo de 0.5 porciento por peso a alrededor de 3.0 porciento por pes de la sal .
8. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque los ione multivalentes comprenden iones Ca2+, iones Mg2+ iones, Zn2+, o un combinación de los mismos.
9. El polímero sensible al ion, tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque los iones monovalentes comprenden iones Na+, iones Li+, iones K+, iones NH4+, o una combinación de los mismos.
10. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímer está formado de uno o más monómeros seleccionados de ácid estireno sulfónico (SS) ; sal sódica de ácido estireno sulfónic (NaSS) ; 2-acrilamido-2metil-l-ácido propanosulfónico (AMPS) , sa sódica de 2-acrilamido-2-metil-l-ácido propanosulfónico (NaAMPS) ácido vinilsulfónico; sal sódica de ácido vinilsulfónico acrilatos de alquilo conteniendo sulfonato, en donde el grupo d alquilo contiene de desde 2 a 4 átomos de carbono; sal sódica d acrilatos de alquilo conteniendo sulfonato, en donde el grupo d alquilo contiene de desde 2 a 4 átomos de carbono; alqui metacrilatos que contienen sulfonato en donde el grupo de alquil contiene de desde 2 a 4 átomos de carbono; y la sal sódica d alquil metacrilatos que contienen sulfonato en donde el grupo d alquilo contiene de desde 2 a 4 átomos de carbono.
11. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímer comprende: AMPS o NaAMPS; y uno o más alquil acrilatos.
12. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 11, caracterizado porque el polímer está formado de por lo menos dos de los siguientes monómeros AMPS o NaAMPS, butil acrilato, y 2-etilexil acrilato.
13. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 12, caracterizado porque el polímer comprende de desde alrededor de 15 a alrededor de 30 porcient mol de AMPS o de NaAMPS; de desde alrededor de 70 a alrededor d 85% mol de butil acrilato; y de desde alrededor de 0 a alrededo de 15% mol de 2-etilexil acrilato.
14. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque el polímer comprende de desde alrededor de 18 a alrededor de 23 porcient mol de AMPS o de NaAMPS; de desde alrededor de 77 a alrededor d 82% mol de butil acrilato; y de desde alrededor de 0 a alrededo de 10% mol de 2-etilexil acrilato.
15. Una composición aglutinante para aglutinar u material fibroso en un tejido integral, dicha composició aglutinante comprende el polímero sensible al ion tal y como s reivindica en la cláusula 1.
16. Una tela no tejida que comprende un materia fibroso y un material aglutinante, en donde el materia aglutinante, comprende la composición aglutinante tal y como s reivindica en la cláusula 15.
17. Un polímero sensible al ion formado de por l menos 2 monómeros seleccionados del grupo que consiste de AMPS de NaAMPS, de butil acrilato, y de 2-etilexil acrilato; en dond el polímero es insoluble en una solución de sal que contiene po lo menos alrededor de 0.3 porciento por peso de sal, dicha sa comprende uno o más iones monovalentes o multivalentes; y e donde el polímero es soluble en agua de la llave que contien hasta alrededor de 500 partes por millón de uno o más ione multivalentes .
18. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 17, caracterizado porque el polímer comprende de desde alrededor de 15 a alrededor de 30% mol de AMP o de NaAMPS; de desde alrededor de 70 a alrededor de 85% mol d butil acrilato; y de desde alrededor de 0 a alrededor de 15% mo de 2-etilexil acrilato.
19. El polímero sensible al ion, tal y como s reivindica en la cláusula 18, caracterizado porque el polímer comprende de desde alrededor de 18 a alrededor de 23% mol de AMP o de NaAMPS; de desde alrededor de 77 a alrededor de 82% mol d butil acrilato; y de desde alrededor de 0 a alrededor de 10% mo de 2-etilexil acrilato.
20. Una composición aglutinante para aglutinar u material fibroso en un tejido integral, dicha composició aglutinante comprende el polímero sensible al ion tal y como s reivindica en la cláusula 17.
21. Una tela no tejida que comprende el materia fibroso y un material aglutinante, en donde el materia aglutinante comprende la composición aglutinante tal y como s reivindica en la cláusula 20.
22. Un sustrato fibroso que comprende: Un material fibroso; y Una composición aglutinante para aglutinar dich material fibroso en un tejido integral, dicha composició aglutinante comprende un polímero sensible al ion, en donde e polímero es insoluble en la solución de sal que contiene por l menos alrededor de 0.3 porciento por peso de sal, dicha sa comprende uno o más iones monovalentes o multivalentes; en dond el polímero es soluble en agua de la llave que contiene hast alrededor de 500 partes por millón de uno o más ione multivalentes; y en donde el polímero no está formado d monómeros de ácido acrílico o de ácido metacrílico.
23. El sustrato fibroso, tal y como se reivindic en la cláusula 22, caracterizado porque el polímero es insolubl en una solución de sal que contiene por lo menos alrededor de 0. porciento por peso de sal, dicha sal comprende uno o más ione monovalentes o multivalentes; y en donde el polímero es solubl en agua de la llave que contiene de desde alrededor de 15 parte por millón a alrededor de 200 partes por millón de uno o má iones multivalentes.
24. El sustrato fibroso, tal y como se reivindic en la cláusula 23, caracterizado porque el polímero es insolubl en una solución de sal que contiene por lo menos alrededor de 0. porciento por peso de sal, dicha sal comprende uno o más ione monovalentes o multivalentes; y en donde el polímero es solubl en agua de la llave que contiene de desde alrededor de 15 parte por millón a alrededor de 100 partes por millón de uno o má iones multivalentes.
25. El sustrato fibroso, tal y como se reivindic en la cláusula 23, caracterizado porque el polímero es insolubl en una solución de sal que contiene por lo menos alrededor de 0. porciento por peso de sal, dicha sal comprende uno o más ione monovalentes o multivalentes; y en donde el polímero es solubl en agua de la llave que contiene de desde alrededor de 15 parte por millón a alrededor de 50 partes por millón de uno o más ione multivalentes .
26. El sustrato fibroso, tal y como se reivindic en la cláusula 22, caracterizado porque el polímero es insolubl en una solución de sal que contiene de desde alrededor de 0. porciento por peso a alrededor de 5.0 porciento por peso de l sal .
27. El sustrato fibroso, tal y como s reivindica en la cláusula 26, caracterizado porque el polímero e insoluble en una solución de sal que contiene de desde alrededo de 0.5 porciento por peso a alrededor de 3.0 porciento por pes de la sal .
28. Un artículo dispersable en agua que comprend el sustrato fibroso tal y como se reivindica en la cláusula 22
29. Un artículo dispersable en agua, tal y com se reivindica en la cláusula 28, caracterizado porque el artícul dispersable en agua comprende un forro de lado al cuerpo, u material de distribución de fluido, un material de toma d fluido, una hoja de envoltura absorbente, un suministro d cubierta o un paño limpiador húmedo.
30. Un paño limpiador húmedo que comprende e sustrato fibroso tal y como se reivindica en la cláusula 22.
31. Un método para hacer el polímero sensible a ion tal y como se reivindica en la cláusula 1, dicho métod comprende : Polimerizar por lo menos un monómero de alqui acrilato y por lo menos un monómero que contiene sulfonato.
32. Un método para hacer el polímero sensible a ion tal y como se reivindica en la cláusula 1, dicho métod comprende : Polimerizar por lo menos un monómero de alqui acrilato y por lo menos un monómero adicional para formar u primer polímero; y sulfonatar el primer polímero. E S U M E N La presente invención está dirigida a polímero dispersables en agua dura y sensibles al ion. La present invención también está dirigida a un método para hacer polímero dispersables en agua dura sensibles al ion y a su aplicabilida como composiciones aglutinantes. La presente invención est además dirigida a tejidos y telas que contienen fibra qu comprenden las composiciones aglutinantes dispersables en agu dura sensibles al ion y su aplicabilidad en los productos para e cuidado personal dispersables en agua.
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