專利名稱：塑性材料的棉球棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于衛(wèi)生和美容用途特別是耳部衛(wèi)生的棉球棒，這些棉球棒能在水中崩解，并很快地發(fā)生生物降解，它們來源于聚合的自然提煉過的熱塑性天然物質(zhì)或合成的聚合物。
目前使用的具有一端或兩端棉球的塑性材料棒對(duì)水凈化設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重的影響，因?yàn)檫@些棉球棒經(jīng)常通過排水系統(tǒng)處理，從而造成對(duì)這些設(shè)備的過濾器的阻塞，并且對(duì)水和由凈化水及含有它們的活性污泥形成的泥土造成看得見的污染。
目前，所述塑性材料棒的制備方法是利用擠壓技術(shù)把直徑約為2.5-3mm的小管在擠壓速率50-100m/min下擠壓而得到。
最后得到的產(chǎn)率大約是每分鐘700-1300棒。然后較準(zhǔn)擠壓管，先讓它們通過一導(dǎo)管，噴水后，在切割前經(jīng)過一水浴。
這些技術(shù)難以制造出以天然或合成水溶性聚合物為基礎(chǔ)的水可擴(kuò)散的棉球棒，因?yàn)樗?zhǔn)和冷卻不可行，因此產(chǎn)率很受空氣冷卻的限制。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)制造水可崩解和快速生物降解的棉球棒的方法由天然聚合物質(zhì)開始的注模法，當(dāng)轉(zhuǎn)變成熱塑狀態(tài)時(shí)，這些天然聚合物質(zhì)是水溶性的或能分散在水中且能快速生物降解；或由合成聚合物開始的注模法，這些合成聚合物是水溶性的或能分散在水中且能快速生物降解。
用來制造上述棉球棒的天然物質(zhì)的例子包括來源于各種基因型的種子、根或豆形果實(shí)或粗磨谷粉的淀粉，其直鏈淀粉含量可高可低，可為天然狀態(tài)或經(jīng)化學(xué)或物理改性的，如水解、氧化或交聯(lián)的淀粉；纖維素衍生物，例如羧甲基纖維素；明膠；藻酸鹽；脫乙酰殼多糖；茁霉多糖；果膠；Carayenanes；蛋白質(zhì)(玉米蛋白、谷蛋白、大豆蛋白)，基于蟲膠的天然樹脂，松香酸；天然橡膠；聚天冬氨酸；各種淀粉是優(yōu)選的原料。淀粉可以與上述天然物質(zhì)混合使用，特別是與動(dòng)物來源的明膠、玉米蛋白、茁霉多糖、果膠混合使用。
淀粉或其它天然物質(zhì)可以和一種合成聚合物混合，這種合成聚合物可以與淀粉相容或不相容，例如聚乙烯醇、不同水解度的聚乙酸乙烯酯、聚氧化烯，或不溶的合成聚合物，例如乙烯—乙烯醇、乙烯—乙酸乙烯酯、乙烯—丙烯酸酯、或丙烯酸共聚物，熱塑聚酯，優(yōu)選脂肪族的聚酯，例如聚己酸內(nèi)酯聚酯—聚氨基甲酸酯、聚酯—聚氨基甲酸酯—聚脲共聚物、乳酸聚合物和共聚物、乙酸纖維素、取代度是0.1-2的淀粉酯，其中可能有其專門的增塑劑存在。這些類型聚合物公開在意大利專利申請(qǐng)?zhí)朚I94A000228中，此文獻(xiàn)在此被引作參考。
這些聚合物的加入量低于約30重量％，優(yōu)選高達(dá)約20重量％。
水溶性或水可分散的生物可降解合成聚合物包括各種水解度的聚乙烯醇，優(yōu)選水解度在80-90％之間，例如由waker制造的Polyviol W40/140(水解度87，MW＝100.000)；或Nippon Goshei的Gohsend級(jí)GH-23、GH20或KH-17，或預(yù)塑化的聚乙烯醇例如AirProducts的Vinex；聚氧化亞甲基或聚氧乙烯、聚乙基噁唑啉、聚乙烯吡咯烷酮、聚天冬氨酸。
上述天然物質(zhì)轉(zhuǎn)化成熱塑性材料是在加熱擠壓機(jī)(擠壓—蒸煮)或在可保證溫度和剪切應(yīng)力條件以適于將材料變成熱塑性的任何設(shè)備中完成的，操作是在水和/或一種增塑劑存在下進(jìn)行的，溫度范圍是80℃-120℃。
優(yōu)選水和增塑劑的總量相對(duì)于天然成份少于25重量％。
除水外，可使用的增塑劑包括具有1-20個(gè)重復(fù)羥基化單元的多元醇，其中每個(gè)單元含有2-6個(gè)碳原子，它們亦可被部分取代。
這些化合物公開在專利申請(qǐng)WO92/19680中，在此引作參考文獻(xiàn)。優(yōu)選的增塑劑是甘油、乙酸甘油酯、聚乙二醇和聚丙二醇、山梨糖醇、山梨糖醇乙酸酯、乙氧基山梨糖醇、檸檬酸。
為獲得高產(chǎn)率的注模法，優(yōu)選加入潤(rùn)滑劑。
可使用的潤(rùn)滑劑是以脂肪鏈為基礎(chǔ)的，例如油酸、硬脂酸、棕櫚酸、芥酸、也可以和堿性氧化物反應(yīng)轉(zhuǎn)化成酯、酰胺、鹽和醚。
合適的潤(rùn)滑劑包括硬脂酰胺、十八烷醇、硬脂酸鈣、單酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯或同時(shí)含有烯化氧單元的多元醇的油酸酯。
可以加入植物來源的填料，例如纖維素纖維、干甜菜肉、酵母殼(Shell)、木材、大米殼，或礦物來源的填料如滑石、硅石、硅酸鹽、碳酸鹽。
為降低重量，可加入起泡劑使成品微孔化。
棉球棒的形狀要按注模法定制以獲得高產(chǎn)量。
可以采用實(shí)心形狀、有圓錐孔而使棉球棒能脫模的管狀形式、多邊形、葉形橫截面形狀和適合注模法的任何形狀。最好對(duì)原料的可模塑性加以選擇使生產(chǎn)周期少于15秒，優(yōu)選少于10秒。
采用立管、鑄口、熱通道、熱室裝置或其它模塑設(shè)備進(jìn)行注模。按現(xiàn)有方法對(duì)棒兩頭的棉球進(jìn)行處理，例如用粘合劑或機(jī)械方法和/或水處理棉球棒兩端，使其夾持棉絨。
纏繞在一個(gè)或兩個(gè)棒端的吸收性球優(yōu)選采用棉絨；其它非織物天然纖維也可使用，例如人造絲纖維，及可含少量合成纖維的混合物。
棉可以是漂白或不漂白的。
耳用衛(wèi)生棒常是圓柱形的，7-10cm長(zhǎng)，直徑2-3mm。
下面的實(shí)施例用以闡述但不限制本發(fā)明。除非另外說明，份數(shù)和百分?jǐn)?shù)以重量計(jì)。
實(shí)施例180份玉米淀粉Globe 3401 ex Cerestar、10份聚乙烯醇、9.6份水、0.15份單油酸甘油酯、0.25份硬脂酸鈣喂入雙螺桿擠壓機(jī)APV 2030中，擠壓機(jī)的L∶D(螺桿長(zhǎng)和螺桿直徑的比)＝30。所用溫度分布是60℃-100℃-150℃-3×175℃-2×165℃-155℃。
在第二十五直徑處(At the twenty-fifth diameter)，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行排氣以使水含量降至12％。
所得顆粒輸送到60噸的Sandretto注射壓榨機(jī)中。所用的塑模是有20個(gè)模槽的鑄口模，在每個(gè)模槽的1/4和1/3高度的地方有兩個(gè)提取器。腔是實(shí)心圓柱體，長(zhǎng)7.35cm，直徑2.5mm，圓形頭。塑模用水冷卻。
所用溫度曲線是平直的，定在165℃。
模塑周期是9秒。
用傳統(tǒng)的棉絨處理設(shè)備給所得的棒制品裝上棉球，提供機(jī)械磨耗的棒端，為的是提高棉的粘合力。
一種上述棒制品浸入100cc水中，保持慢慢攪動(dòng)；兩小時(shí)后，棒制品完全崩解。該制品和作為對(duì)照物質(zhì)的乙酸鈉進(jìn)行Sturm OECD301試驗(yàn)時(shí)，5天中的生物降低率高于70％，達(dá)到作為可溶產(chǎn)品要求，即必須通過水回收設(shè)備處理掉。
實(shí)施例2按實(shí)施例1的制法進(jìn)行，區(qū)別是用含有44％(摩爾)乙烯和水解度高于99.8％的EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物)代替3％的PVOH。
借緩慢機(jī)械攪動(dòng)，所得產(chǎn)品在水中崩解，但是較實(shí)施例1的產(chǎn)品不易崩解。
實(shí)施例3按實(shí)施例1方法進(jìn)行，區(qū)別是用EVOH代替5％的PVOH。所得產(chǎn)品仍能于大約3小時(shí)內(nèi)在水中崩解。
實(shí)施例4制法按實(shí)施例1進(jìn)行，區(qū)別是用5％Estane 54351(Goodrich)，一種借尿烷(氨基甲酸酯)鍵結(jié)合的低分子量聚己酸內(nèi)酯片段所構(gòu)成的共聚物，代替5％的淀粉。
所得產(chǎn)品仍能在水中崩解。
實(shí)施例5按實(shí)施例1進(jìn)行操作，區(qū)別是所用配方含85份淀粉、5份Estane 54351、9.6份水、0.1份單酸甘油酯和0.4份硬脂酰胺。根據(jù)Sturm試驗(yàn)在5天后產(chǎn)品能在水中崩解并生物降解。
實(shí)施例6按實(shí)施例1進(jìn)行操作，區(qū)別是用玉米蛋白代替40份的淀粉。
所得產(chǎn)品在水中顯示良好的崩解性。行展實(shí)施例7按實(shí)施例1的制法進(jìn)行，區(qū)別是用動(dòng)物明膠代替40份淀粉。在觀察其它實(shí)施例產(chǎn)品的時(shí)間內(nèi)，證明本產(chǎn)品能在水中崩解。
實(shí)施例8按實(shí)施例1進(jìn)行操作，用茁霉多糖全部代替淀粉。所得產(chǎn)品比實(shí)施例1的產(chǎn)品更容易在水中崩解。
實(shí)施例9按實(shí)施例1的方法處理80份小麥淀粉SF 20006 ex Cerestar、3份取代度是1.5的乙酸淀粉、5份乙酸纖維素、1.5份單乙酸甘油酯、9.5份水、0.1份單酸甘油酯和0.3份十八烷醇。所得產(chǎn)品能崩解。
實(shí)施例10按實(shí)施例1進(jìn)行操作，區(qū)別是用甘油代替5份水。經(jīng)排氣，水份含量降到7％。所得產(chǎn)品很柔韌，有極好的水分散性。
實(shí)施例11按實(shí)施例10進(jìn)行操作，用Union Carbide 787聚己酸內(nèi)酯代替5％PVOH。
所得產(chǎn)品可以模塑，并能在水中崩解。
實(shí)施例12按實(shí)施例1處理84％高含量直鏈淀粉的Eurilon VII淀粉、取代度是1.5的5％乙酸淀粉、4％甘油和1％二醋精、5.6％水、0.1％單油酸甘油酯和0.3％硬脂酸鈣。
所得產(chǎn)品可模塑，周期12秒，證明在小于2小時(shí)內(nèi)可在水中崩解。
實(shí)施例13按實(shí)施例1進(jìn)行操作，區(qū)別是加入10份纖維素纖維和5份甘油。擠壓后，產(chǎn)品含水約8％。即使不如非填料產(chǎn)品好，但其模塑性良好。水分散性好。
實(shí)施例14實(shí)施例1的產(chǎn)品在中間單一模槽的塑模上模制，塑模的特征是管形模槽長(zhǎng)7.3cm，外徑2.7mm，內(nèi)徑一頭是1mm，另一頭是0.8mm，目的是為脫模提供必要的錐形。該產(chǎn)品在單模槽塑模上模制沒有問題。
權(quán)利要求
1.特別作為衛(wèi)生用途的，可在水中崩解并快速生物降解的棉球棒，其中吸收性材料固定繞在上面的棒是由熱塑性原料組成，該原料選自其轉(zhuǎn)化成熱塑狀態(tài)時(shí)可以生物降解和溶于水或水可分散的天然聚合物質(zhì)或可以生物降解、溶于水或水可分散的合成聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的棒，其中棒是由淀粉而得的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的棒，其中棒來源于天然物質(zhì)，它們選自明膠、藻酸鹽、脫乙酰殼多糖、茁霉多糖、蛋白質(zhì)、天然樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的棒，其中天然物質(zhì)是淀粉和權(quán)利要求3所述天然物質(zhì)的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的棒，其中天然物質(zhì)以高達(dá)30重量％的量與和淀粉相容或不相容的一種聚合物混合，該聚合物選自聚乙烯醇、各種水解度的聚乙酸乙烯酯、聚氧化烯、聚天冬氨酸、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯—乙烯醇、乙烯—乙酸乙烯酯共聚物、乙酸纖維素、淀粉酯、乙烯—丙烯酸酯或丙烯酸共聚物、脂肪族聚酯、聚脲、脂肪族聚氨基甲酸酯、聚酯—聚氨基甲酸酯、聚酯—聚氨基甲酸酯—聚脲、聚酯/聚醚共聚物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的棒，其中脂肪族聚酯選自聚己酸內(nèi)酯、聚酯—氨基甲酸酯、聚酯/聚醚共聚物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棒，其中合成聚合物選自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚天冬氨酸組成的組。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的棒，其中天然物質(zhì)或合成聚合物與植物來源的填料或礦物來源的填料混合使用。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的棒，其中使熱塑性天然聚合物質(zhì)具有熱塑性的方法是在加熱擠壓機(jī)中或在確保溫度和剪切應(yīng)力條件足以把天然物質(zhì)轉(zhuǎn)變成熱塑性物質(zhì)的設(shè)備中進(jìn)行擠壓—蒸煮法，操作溫度范圍在80℃～210℃，有水和/或一種增塑劑存在，水和增塑劑的總量高達(dá)25重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的棒，其中增塑劑是具有一個(gè)均含2-6個(gè)碳原子的1-20個(gè)羥基化重復(fù)單元的多元醇，或選自所述多元醇的衍生物，包括醚、硫醚、有機(jī)和無機(jī)酯、乙酸酯和氨基衍生物或多元醇與鏈增量劑的反應(yīng)產(chǎn)物和含有至少一個(gè)醛基或羧基的多元醇氧化產(chǎn)物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的棒，其中使用一種潤(rùn)滑劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的棒，其中增塑劑選自甘油、二醋精、乙二醇或丙二醇、山梨糖醇、山梨糖醇乙氧化物、山梨糖醇乙酸酯。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的棒，其中利用注模法按生產(chǎn)周期小于15秒得到熱塑性棒。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的棒，其中的棒模制形成實(shí)心圓柱形，或有內(nèi)錐的管形，多邊形，或葉形橫截面。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的棒，其中纏繞在一個(gè)或兩個(gè)棒端的吸收性物質(zhì)是棉絨。
全文摘要
本發(fā)明涉及衛(wèi)生用途的棉球棒，它們由熱塑性材料制備，能在水中崩解并能快速生物降解，熱塑性材料來自當(dāng)其為熱塑性狀態(tài)時(shí)能生物降解和溶于水的天然聚合物質(zhì)或來自能生物降解、溶于水的合成聚合物。
文檔編號(hào)A61F13/38GK1131044SQ9512155
公開日1996年9月18日 申請(qǐng)日期1995年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月23日
發(fā)明者C·巴斯蒂奧里, G·拉發(fā), A·拉里斯 申請(qǐng)人:諾瓦蒙特股份公司