Термопластичное изделие с термоактивным средством

Термопластичное изделие с термоактивным средством

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ТЕРМОПЛАСТИЧНОЕ ИЗДЕЛИЕ С ТЕРМОАКТИВНЫМ СРЕДСТВОМ

Настоящая заявка заявляет приоритет в качестве продолжения заявки №61/884616, поданной 30 сентября 2013 г. Заявка №61/884616 включена в настоящий документ посредством ссылки во всей полноте.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное раскрытие относится к экструдированному водорастворимому термопластичному изделию, в которое было введено активное средство, а также к способу его получения. Активное средство характеризуется тепловым эффектом в отношении кожи человека, либо действительным, либо воспринимаемым. Также раскрыт иллюстративный продукт личной гигиены, в который было введено раскрытое изделие.

Термоактивные средства, такие как ментол и производные ментола, а также соответствующие охлаждающие соединения широко применяются в продуктах, таких как медикаменты, зубная паста, кондитерские изделия, косметические средства и пестициды. В последнее время термоактивные средства, такие как полиолы (сахароспирты), применялись в качестве охлаждающего средства в детских трусах для приучения к горшку таким образом, чтобы привлекалось внимание ребенка, когда произошло мочеиспускание. Предполагается, что термоактивные средства могут применяться также в продуктах, применяемых при недержании, и изделиях женской гигиены.

Введение термоактивных средств в продукты личной гигиены, такие как подгузники и прокладки, является не только относительно затратным, но и может создавать большие технические трудности при производстве продукта, особенно если активное средство является летучим по природе. В настоящее время термоактивное средство (например, ментол) применяется в порошкообразной форме (например, микроинкапсулированной). Порошок можно размещать между двумя подложками для создания слоистого материала, хотя получение адгезионной связи между подложками и порошком является сложной задачей. В качестве альтернативы, порошок может быть составлен в воскообразный материал и нанесен на компонент продукта щелевым способом. Тем не менее, трудно добиться равномерного слоя, нанесенного щелевым способом, из-за того, что некоторая часть порошка будет осаждаться из состава в течение процесса нанесения щелевым способом. Кроме того, состав характеризуется четко выраженным запахом, что может быть нежелательным. Термоактивные средства в инкапсулированной форме (например, ментол) имеют по меньшей мере три недостатка, по сравнению с кристаллической или другой неинкапсулированной формами. Такие недостатки включают: 1) нестабильность из-за влаго- и термочувствительности, 2) производственные затраты, большие в три-пять раз, и 3) чувствительность к физическому воздействию.

При введении термоактивного средства в термопластичное изделие является желательным, чтобы: 1) способ изготовления был экономически эффективным, и/или 2) термопластичное изделие могло быть легко введено в продукт личной гигиены, и/или 3) термоактивное средство быстро высвобождалось при смачивании термопластичного изделия, и/или 4) термоактивное средство сохраняло устойчивость до тех пор, когда оно не будет целенаправленно помещено в инициирующую среду.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

В одном аспекте раскрытия представлено экструдированное водорастворимое изделие. Изделие включает в себя водорастворимый полимер, имеющий температуру экструзии 90-150°C; пластификатор, а также одно или более активных средств в общем количестве от 0,1% до 50% по весу изделия. Одно или более активных средств являются полностью растворимыми/диспергируемыми в пластификаторе. Одно или более активных средств и пластификатор вместе образуют гомогенную смесь/раствор. Гомогенная композиция, полученная посредством смешивания в расплаве полимера и гомогенной смеси/раствора, имеет температуру экструзии 50-125°C.

В другом аспекте раскрытия персональное впитывающее изделие включает в себя впитывающий элемент, находящийся между водонепроницаемым тыльным слоем и водопроницаемым прокладочным материалом, при этом прокладочный материал имеет лицевую поверхность, обращенную к телу, и противоположную, обращенную наружу поверхность. Пленка по настоящему раскрытию прикреплена либо к обращенной наружу поверхности прокладочного материала, либо к поверхности впитывающего элемента, которая расположена вплотную к прокладочному материалу. Пленка получена из материалов, которые включают в себя водорастворимый полимер, имеющий температуру экструзии 90-150°C; пластификатор, а также одно или более активных средств в общем количестве от 0,1% до 50% по весу изделия. Активные ингредиенты являются растворимыми/диспергируемыми в пластификаторе. Комбинация активных средств и пластификатора образует гомогенную смесь/раствор. Гомогенная композиция, полученная посредством смешивания в расплаве полимера и гомогенной смеси/раствора, имеет температуру экструзии 50-125°C.

В еще одном аспекте раскрытия способ получения экструдированного изделия предусматривает следующие три стадии. Во-первых, получение смеси/раствора, содержащих термопластичный пластификатор и одно или более термоактивных средств. Во-вторых, образование гомогенной композиции, имеющей температуру обработки 90-125°C, при этом гомогенная композиция включает в себя смесь/раствор и аморфный водорастворимый поливиниловый спирт. Гомогенная композиция включает в себя от 0,1% до 40% по весу одного или более термоактивных средств. В-третьих, экструдирование гомогенной композиции в форме пленки или волокна.

Другие признаки и аспекты по настоящему изобретению станут очевидными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых графических материалов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеизложенные и другие признаки и аспекты по настоящему изобретению, а также способ их достижения, станут более очевидными, и само изобретение станет более понятным из следующего описания, прилагаемой формулы изобретения и прилагаемых графических материалов, где

фиг. 1 представляет собой продольный разрез одного варианта осуществления слоистого материала по настоящему раскрытию;

фиг. 2 представляет собой продольный разрез другого варианта осуществления слоистого материала по настоящему раскрытию;

фиг. 3 представляет собой покомпонентный схематический продольный разрез иллюстративного впитывающего изделия.

Повторяющееся использование ссылочных позиций в настоящем описании и графических материалах предназначено для представления одинаковых или аналогичных признаков или элементов настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Специалисту в данной области следует понимать, что настоящее рассмотрение представляет собой лишь описание иллюстративных аспектов настоящего изобретения и не предназначено для ограничения более широких аспектов настоящего изобретения.

Термин «волокно» в контексте настоящего раскрытия в общем относится либо к волокнам мелтблаун, либо волокнам спанбонд, как определено в настоящем документе.

Термин «слоистый материал» относится к материалу, где пленочная структура является с помощью клея либо без помощи клея связанной с полотном, таким как нетканый материал или тканый материал.

Термин «волокна мелтблаун» относится к волокнам, сформированным посредством экструзии расплавленного термопластичного материала в виде расплавленных нитей или элементарных нитей через множество мелких, обычно круглых, капилляров головки в высокоскоростном потоке газа (например, воздуха), как правило, нагретом, который вытягивает из расплавленного термопластичного материала элементарные нити для уменьшения их диаметра. В конкретном случае коформного процесса поток волокна мелтблаун пересекается с одним или более потоками материала, которые вводятся из другого направления. Затем волокна мелтблаун и другие необязательные материалы переносятся высокоскоростным потоком газа и наносятся на принимающую поверхность. Распределение и ориентация волокон мелтблаун внутри образовавшегося полотна зависит от геометрии и условий процесса. Иллюстративные способы мелтблаун описаны в различных патентах и публикациях, включая NRL Report 4364, «Manufacture of Super-Fine Organic Fibers» по V. A. Wendt, E. L. Boone and C. D. Fluharty; NRL Report 5265, «An Improved Device For the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers» по K. D. Lawrence, R. T. Lukas and J. A. Young; а также патент США №3849241, выданный Butin и соавт., и патент США №5350624, выданный Georger и соавт., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки таким образом, что при этом согласуется.

Термины «нетканый» и «нетканое полотно» относятся к материалам и полотнам материала со структурой отдельных волокон или элементарных нитей, которые переслаиваются, однако не поддаются идентификации способом, как в трикотажных тканях. В настоящем документе термины «волокно» и «элементарная нить» используются взаимозаменяемо. Нетканые ткани или полотна образуются в ходе многих способов, например, таких как способы мелтблаун, способы спанбонд, способы воздушной укладки, способы влажной укладки и способы связанного кардочесанного полотна.

Термин «впитывающие изделия для личной гигиены» или «впитывающие изделия» в контексте настоящего раскрытия включает без ограничения подгузники, трусы-подгузники, трусы для приучения к горшку, впитывающие трусы, продукты для страдающих недержанием и впитывающие мочу элементы нижнего белья и т.п.

Термины «спанбонд» и «волокно спанбонд» относятся к волокнам, которые образованы экструдированием элементарных нитей расплавленного термопластичного материала из множества мелких, обычно круглых, капилляров фильеры, а затем быстрым уменьшением диаметра экструдированных элементарных нитей.

Термин «% по весу», «весовой%», «вес. %» или их производное при употреблении в настоящем документе следует интерпретировать как в пересчете на сухой вес, если не указано иное.

Данные термины могут определяться дополнительными формулировками в других частях описания.

Настоящее раскрытие, как правило, направлено на экструдированное, водорастворимое, термопластичное изделие, в которое было введено термоактивное средство. Термопластичный водорастворимый полимер, из которого изготовлено изделие, имеет температуру экструзии от 90°C до 150°C. При изготовлении изделия пластификатор смешивают с полимером, при этом пластификатор содержит одно или более термоактивных средств, растворенных или иным способом диспергированных в нем. Активное(-ые) средство(-а) и пластификатор вместе образуют гомогенную смесь/раствор. Комбинация полимера и гомогенной смеси/раствора образует гомогенную «композицию», имеющую температуру экструзии от 50°C до 125°C. Изделия, изготовленные из гомогенной композиции, включают пленки, гранулы, волокна и ткани, изготовленные с их помощью, либо другие экструдированные формы.

Материалы

Материалы, из которых получают водорастворимый, термопластичный материал по настоящему раскрытию включают, как правило, полимер, пластификатор и активное средство. К термопластичному материалу можно добавлять другие необязательные материалы, которые улучшают характеристики, стоимость, внешний вид, тактильные качества и/или долговечность.

Полимер: как правило, применяемый полимер по настоящему раскрытию является водорастворимым или диспергируемым в воде. Такие материалы включают поливиниловый спирт (PVOH), полиэтиленоксид (PEO), полиэтиленгликоль (PEG), полиацилат (кислота), полиациламид, сложный полиэфир или комбинацию одного или более из этих полимеров. Полимер имеет температуру экструзии от 90°C до 150°C.

Одним пригодным полимером является высокоаморфный полимер винилового спирта, поставляемый как «NICHIGO G-POLYMER», доступный от Soarus L.L.C., Арлингтон-Хайтс, Иллинойс. Данный конкретный полимер имеет молекулярную массу 10000-50000 и относительно низкую степень кристалличности от 5 до 25%.

В одном аспекте сополимер, такой как этиленвинилацетат (EVA), можно объединять с базовым полимером. Предполагают, что изделие по настоящему раскрытию может включать вплоть до 30% по весу EVA.

Пластификатор: пластификатор выполняет функцию a) снижения температуры соэкструзии полимера, а также b) действует как носитель для распределения молекул термоактивного средства в полимерную матрицу. Пластификатор обеспечивает возможность материалам, которые являются несмешиваемыми с полимером, смешиваться с ним. Пластификатор способен принимать термоактивное средство в свою внутреннюю структуру либо посредством растворения, либо посредством диспергирования с образованием гомогенной смеси/раствора.

Все подходящие пластификаторы однородно растворяют предпочтительное термоактивное средство, описанное в настоящем документе. Подходящие пластификаторы включают глицерин, PEG-400, PEG-800, PEG-1000 и низкомолекулярные сополимеры на основе полипропиленоксида/полиэтиленоксида. Одним пригодным пластификатором является жидкий POLYGLYKOL-400, доступный от Clariant KS.

Обычно пластификатор составляет от приблизительно 0 вес. % до приблизительно 40 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 5 вес. % до приблизительно 30 вес. %, а также в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 10 вес. % до приблизительно 20 вес. % гомогенной композиции.

Активные средства В одном аспекте активное(-ые) средство(-а) стимулирует(-ют) чувствительные рецепторы человека с получением ощущения, что при контакте с кожей произошло изменение температуры. В другом аспекте активное(-ые) средство(-а) действительно изменяет(-ют) температуру кожи. В еще одном аспекте изменение температуры можно описать либо как охлаждение, либо как нагрев, в зависимости от активного средства.

Активное(-ые) средство(-а) смешивают с пластификатором, как описано в настоящем документе. Подходящие активные средства включают ментол, производные ментола, ксилит, капсаицин, полиолы (сахароспирт), мочевину, саморазогревающийся цеолит или соединения щелочных металлов, соединения на основе магния, такие как хлорид магния и сульфат магния. Некоторые из этих активных средств являются летучими материалами (например, ментол или производные ментола, в частности, ментол с точкой возгорания 93°C).

В одном аспекте активное(-ые) средство(-а) присутствует(-ют) в общем количестве от 0,1% до 50% по весу изделия или общем количестве от 1% до 20% по весу изделия. В другом аспекте активное(-ые) средство(-а) присутствует(-ют) в общем количестве от 2% до 10% по весу изделия.

Необязательные материалы Кроме вышеупомянутых компонентов в композицию также можно вводить и другие добавки, такие как ароматизирующие средства, стабилизаторы расплава, средства, способствующие диспергированию (например, поверхностно-активные средства), стабилизаторы технологических свойств, термостабилизаторы, светостабилизаторы, УФ-стабилизаторы, антиоксиданты, стабилизаторы теплового старения, отбеливающие средства, средства, препятствующее слипанию, антистатические средства, связывающие средства, смазывающие средства и т.д.

В одном аспекте настоящего раскрытия экструдированное водорастворимое изделие включает в себя до 50% термопластичного крахмала по весу. Термопластичный крахмал действует как наполнитель для снижения общей стоимости экструдированного изделия. Экструдированное изделие может содержать до 30% термопластичного крахмала. Одним пригодным водорастворимым термопластичным крахмалом является крахмал на основе целлюлозы, получаемый из различных растительных источников, гемицеллюлозы, модифицированная целлюлоза (гидроксиалкилцеллюлоза, простые эфиры целлюлозы, сложные эфиры целлюлозы и т.д.) и прочие. При применении термопластичного крахмала количество такого дополнительного материала может находиться в диапазоне от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 50 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 5 вес. % до приблизительно 40 вес. %, а также в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 10 вес. % до приблизительно 30 вес. % гомогенной композиции.

Также можно применять средства, способствующие диспергированию, чтобы способствовать получению гомогенной дисперсии активного средства/пластификатора. При применении, средство(-а), способствующее(-ие) диспергированию, обычно составляет(-ют) от приблизительно 0,01 вес. % до приблизительно 10 вес. %, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,1 вес. % до приблизительно 5 вес. %, а также в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 0,5 вес. % до приблизительно 4 вес. % гомогенной композиции.

Композиция может также содержать консервант или систему консервантов для подавления роста микроорганизмов на протяжении длительного периода времени. Подходящие консерванты могут включать, к примеру, алканолы, динатрия EDTA (этилендиаминтетраацетат), соли EDTA, конъюгаты EDTA и жирных кислот, изотиазолинон, сложные эфиры бензойной кислоты (парабены) (например, метилпарабен, пропилпарабен, бутилпарабен, этилпарабен, изопропилпарабен, изобутилпарабен, бензилпарабен, метилпарабен натрия и пропилпарабен натрия), бензойную кислоту, пропиленгликоли, сорбаты, производные мочевины (например, диазолидинилмочевину) и прочие. Другие подходящие консерванты включают таковые, поставляемые Sutton Labs, такие как «Germall 115» (имидазолидинилмочевина), «Germall II» (диазолидинилмочевина) и «Germall Plus» (диазолидинилмочевина и йодопропинилбутилкарбонат). Другой подходящий консервант представляет собой Kathon CG.RTM., который является смесью метилхлоризотиазолинона и метилизотиазолинона, доступный от Rohm & Haas; Mackstat H 66 (доступный от McIntyre Group, Чикаго, Иллинойс). Еще одной подходящей системой консервантов является комбинация 56% пропиленгликоля, 30% диазолидинилмочевины, 11% метилпарабена и 3% пропилпарабена, доступная под названием GERMABEN.RTM. II от International Specialty Products of Wayne, Нью-Джерси.

Чтобы обеспечить потребителям дополнительные преимущества, можно добавлять необязательные ингредиенты либо к гомогенной смеси/раствору, либо к гомогенной композиции. К примеру, классы необязательных ингредиентов, которые могут применяться, включают без ограничения антиоксиданты (для обеспечения целостности продукта); вяжущие косметические средства (для индуцирования покалывающего ощущения на коже); красители (для придания окраски продукту); дезодорирующие средства (для снижения или устранения неприятных запахов и для защиты от образования на поверхностях тела неприятного запаха); ароматизирующие средства (для обеспечения привлекательности для потребителя); кондиционирующие средства для кожи; защитные средства для кожи (продукт, который защищает поврежденные или незащищенные участки кожи или поверхность слизистой оболочки от вредных или раздражающих факторов), а также противомикробные средства.

Желательным является, чтобы изделия по настоящему раскрытию образовывались без применения растворителей, в частности, органических растворителей, таких как органические спирты (например, этанол). Это может ограничивать испарение любого летучего активного средства, которое может вводиться в состав изделия.

Способ производства

В одном аспекте раскрытия способ получения экструдированного изделия включает следующие стадии. Во-первых, получение гомогенной смеси/раствора термопластичного пластификатора и одного или более термоактивных средств. Во-вторых, образование гомогенной композиции посредством комбинирования гомогенной смеси/раствора и полимера. В одном предпочтительном варианте осуществления полимер представляет собой аморфный водорастворимый виниловый спирт, как описано в настоящем документе. Получаемая гомогенная композиция включает в себя одно или более термоактивных средств. В-третьих, экструдирование гомогенной композиции с образованием изделия.

Гомогенная композиция, полученная посредством комбинирования полимера и гомогенной смеси/раствора, имеет температуру экструзии от 50°C до 125°C или температура экструзии может находиться в диапазоне от 90°C до 125°C. Этот профиль относительно низкой температуры экструзии предотвращает фазовое разделение термоактивного средства и приводит к получению гомогенной композиции по меньшей мере из одного полимера и термоактивного(-ых) средства(средств) на стадии экструзии. В некоторых аспектах макрофазовое разделение кристаллизующего активного средства (например, ментола или его производных) предотвращается.

Способ экструзии: композиция по настоящему изобретению образуется путем совместной обработки компонентов в устройстве для смешивания в расплаве (например, в экструдере). Механический сдвиг и тепло, обеспечиваемые устройством для смешивания в расплаве, позволяют производить высокоэффективное совместное смешивание компонентов без применения растворителя. В настоящем раскрытии можно применять методики периодического и/или непрерывного смешивания в расплаве. Например, можно использовать смеситель/месильную машину, смеситель типа Бенбери, смеситель непрерывного действия «Farrel Continuous Mixer», одношнековый экструдер, двухшнековый экструдер, вальцовую дробилку и т.д. Одним особенно подходящим устройством для смешивания в расплаве является двухшнековый экструдер (например, PRISM USALAB x16, доступный от Thermo Electric Co., Inc., Нью-Джерси).

Сырьевые материалы подают в устройство для смешивания в расплаве в двух фазах. Например, термоактивное средство растворяют или иным способом диспергируют в пластификаторе с образованием гомогенной смеси/раствора, затем эту смесь вводят в экструдер после полимера и других необязательных ингредиентов, как описано в настоящем документе, например, после крахмала.

Полимер и гомогенная смесь/раствор вместе образуют гомогенную композицию. Данные компоненты можно смешивать при сдвиге/давлении и температуре, достаточных для обеспечения равномерного перемешивания (например, при температуре плавления полимера или выше температуры плавления полимера), однако без отрицательного воздействия на физические свойства термоактивного средства. Например, смешивание в расплаве обычно происходит при температуре от приблизительно 50°C до приблизительно 150°C, в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 70°C до приблизительно 125°C и в некоторых вариантах осуществления от приблизительно 80°C до приблизительно 99°C. Эти относительно низкие температуры обработки предотвращают любое улетучивание активного средства, а также снижают возможность проведения любой термически индуцированной химической реакции.

Желательной является следующая настройка экструдера.

• Диапазон температуры экструзии в экструдере: 90-125°C.

• Профиль температурного режима для температуры экструзии 125°C:

- участок загрузки 100-110°C;

- участок сжатия 110-120°C;

- участок гомогенизации 120-125°C;

- головка 120-130°C.

• Скорость подачи экструдера: 2,00–4,00 фунтов/минуту.

• Скорость вращения шнека: 100-250 об/мин.

После образования, гомогенные композиции по настоящему раскрытию можно применять для создания ряда форм, таких как пленки, волокна, стержни, бруски или прочие формы.

Пленки: в одном конкретном варианте осуществления гомогенную композицию формуют в пленку либо отдельно, либо одновременно с дополнительным пленкообразующим материалом. Пленку можно применять в широком спектре практических применений, таких как носитель термоактивных средств для медицинских продуктов, предметы одежды, впитывающие изделия и т.д. Пленка может иметь одно- или многослойную конфигурацию. Толщина пленки предпочтительно находится в диапазоне от 0,025 мм до 0,25 мм. Для образования пленки из составленного материала можно применять любую известную методику, такую как нанесение покрытий экструзионным методом, совместная экструзия слоев или какой-либо традиционный способ наслоения.

Независимо от того, каким образом была образована пленка, она может быть необязательно ориентированной в одном или нескольких направлениях для дополнительного улучшения однородности пленки и снижения толщины. Например, пленка может быть моментально повторно нагрета до температуры ниже точки плавления одного или более полимеров в пленке, однако достаточной для обеспечения вытягивания или растягивания композиции. В случае последовательной ориентации «размягченную» пленку вытягивают с помощью вальцов, вращающихся с разными скоростями или частотами вращения таким образом, что слой растягивается до необходимой степени вытягивания в продольном направлении (направление движения).

Многослойная пленка может содержать от двух (2) до восьми (8) слоев, а в некоторых вариантах осуществления от трех (3) до пяти (5) слоев. В одном примере многослойная пленка имеет один базовый слой и один поверхностный слой. Базовый слой и/или поверхностный слой могут содержать термоактивное(-ые) средство(-а). Соотношение между слоями может находиться в диапазоне от 20 до 1.

Другой пример, как показано на фиг. 1, представляет собой трехслойную пленку 100, имеющую сердцевинный слой 102, который содержит термоактивные средства. Наружные поверхностные слои 104 и 106 могут представлять собой полиолефин (например, EVA). Соотношение между слоями может варьировать в диапазоне от 60% до 40% сердцевинного слоя и от 90% до 10% двух объединенных поверхностных слоев. Например, сердцевинный слой может составлять до приблизительно 30%, до приблизительно 40%, до приблизительно 50%, до приблизительно 60% или до приблизительно 70% от общей толщины многослойной пленки. Каждый поверхностный слой может быть до приблизительно 15%, или до приблизительно 25%, или до приблизительно 35% от общей толщины многослойной пленки. Поверхностный слой может характеризоваться различными значениями толщины по отношению друг к другу.

Пленку, одно- или многослойную, можно наматывать и хранить на приемном валике. Можно выполнять различные дополнительные потенциальные виды обработки и/или конечные стадии, известные из уровня техники, такие как разрезание, технологическая обработка, выполнение отверстий, печать графических элементов или ламинирование пленки с помощью других слоев (например, материалы, представляющие собой нетканое полотно).

В одном аспекте экструдированная водорастворимая пленка имеет базовый вес от 5 г/м² до 500 г/м². В другом аспекте водорастворимая пленка имеет базовый вес от 20 г/м² до 200 г/м².

В одном аспекте экструдированная водорастворимая пленка имеет прочность на разрыв от 0,5 МПа до 50 МПа, в соответствии с испытанием на растяжение по настоящему раскрытию. В другом аспекте пленка имеет прочность на разрыв от 1 МПа до 25 МПа, в соответствии с тем же испытанием.

В одном аспекте экструдированная водорастворимая пленка имеет скорость растворения в воде от 5 секунд до 30 минут, как определено посредством испытания на растворимость по настоящему раскрытию. В другом аспекте экструдированная водорастворимая пленка изделия имеет скорость растворения в воде от 30 секунд до 5 минут, как определено посредством того же испытания.

В одном аспекте экструдированная водорастворимая пленка демонстрирует удлинение от 5% до 500%, в соответствии с испытанием на растяжение по настоящему раскрытию. В другом аспекте пленка демонстрирует удлинение от 10% до 100%, в соответствии с тем же испытанием.

Изделия: Гомогенную композицию по настоящему изобретению можно также применять для образования других типов изделий. В одном аспекте экструдированное водорастворимое изделие представляет собой стержень, имеющий круглую или эллиптическую форму профиля экструзии. В другом аспекте экструдированное водорастворимое изделие представляет собой стержень, имеющий геометрический профиль экструзии полигонального сечения с тремя - десятью сторонами (например, треугольник - десятиугольник). Для дальнейшей обработки стержень можно разрезать на таблетки.

Что касается фиг. 2, слоистый материал 20 может быть образован путем экструдирования гомогенной композиции 24 на несущую подложку 22 с образованием между ними связи. Несущая подложка 22 может представлять собой нетканый материал, тканый материал, целлюлозное полотно или подобные. Такой слоистый материал можно применять в виде листа или в виде компонента впитывающего изделия, такого как бандаж, подгузник, прокладка, медицинская простыня и трусы, как упоминается в настоящем документе.

В одном аспекте слоистый материал 20 можно применять в виде салфетки, которая продается потребителям в сухом состоянии и смачивается покупателем. Покупатель может быть конечным потребителем. Это обеспечивает по меньшей мере преимущество снижения расходов на перевозку.

Применения

Впитывающие изделия: пленка по настоящему изобретению является особенно подходящей для применения во впитывающем изделии. Термин «впитывающее изделие» в целом относится к любому изделию, которое может впитывать воду или другие текучие среды. Примеры некоторых впитывающих изделий включают, но не ограничиваются ими, впитывающие изделия личной гигиены, такие как подгузники, трусы, приучающие к горшку, впитывающие трусы, изделия, применяемые при недержании, женские гигиенические продукты (например, гигиенические прокладки, ежедневные прокладки и т.д.), купальники, детские влажные салфетки и прочие; медицинские впитывающие изделия, такие как предметы одежды, материалы для фенестрации, подкладные пеленки, наматрасники, перевязочные материалы, впитывающие хирургические салфетки и медицинские салфетки; полотенца для общественного питания; изделия одежды и прочие. Несколько примеров таких впитывающих изделий описаны в патентах США №5649916 по DiPalma и соавт.; №6110158 по Kielpikowski; №6663611 по Blaney и соавт., которые включены в настоящий документ во всей их полноте и во всех отношениях посредством ссылки. Другие подходящие изделия описаны в публикации заявки на патент США №2004/0060112 A1 по Fell и соавт., а также в патентах США №4886512 по Damico и соавт.; №5558659 по Sherrod и соавт.; №6888044 по Fell и соавт.; а также №6511465 по Freiburger и соавт., все из которых включены в настоящий документ во всей их полноте и во всех отношениях посредством ссылки. Материалы и способы, подходящие для получения таких впитывающих изделий, хорошо известны специалистам в данной области.

Лучшему пониманию настоящего изобретения будут способствовать представленные в настоящем документе примеры.

Иллюстративное впитывающее изделие Что касается фиг. 3, в одном аспекте раскрытия персональное впитывающее изделие 30 включает в себя впитывающий элемент 32, находящийся между водонепроницаемым тыльным слоем 34 и водопроницаемым прокладочным материалом 36, при этом прокладочный материал 36 имеет лицевую по отношению к телу поверхность 38 и противоположную, обращенную наружу поверхность 40. Пленка 41 по настоящему раскрытию прикреплена либо к обращенной наружу поверхности 40 прокладочного материала, либо к поверхности 42 впитывающего элемента 32, которая расположена вплотную к прокладочному материалу 36. Пленка 41 предпочтительно находится в непосредственном контакте с прокладочным материалом 36. В случае, если применяется многослойная пленка вместо пленки 41, слой, содержащий наибольшее количество активного средства, располагается вплотную к прокладочному материалу 36 так, что активное средство может легче вымываться через прокладочный материал 36 для контактирования с телом носителя.

Как описано, пленка 41 получена из материалов, включающих водорастворимый полимер, который может иметь температуру экструзии 90-150°C; пластификатор, а также одно или более термоактивных средств в общем количестве от 0,1% до 50% по весу изделия.

Экспериментальные данные

Двухшнековый экструдер (PRISM USALAB x16, доступный от Thermo Electric Co., Inc.) применяли для получения образцов соэкструдированной пленки, содержащих ментол. Технические характеристики экструдера были следующими:

• диаметр шнека 16 мм;

• L/D = 40 (L = 640 мм);

• 10 зон нагрева + головка;

• максимальная скорость = 1000 об/мин;

• максимальное давление = 100 бар;

• максимальный крутящий момент = 24 мН.

Для изготовления экспериментальной пленки применяли следующую настройку экструдера:

• ширина плоской щелевой головки 152,40 мм (6”);

• высота плоской щелевой головки (регулирует толщину пленки) 0,127 мм (0,010”).

Соэкструдированная пленка включает в себя ментол (99% чистоты, кристаллическая форма, от Sigma-Aldrich Corp., Сент Луис, Миссури). 100 г ментола смешивали с 400 г жидкого Polyglykol-400 (от Clariant, Шарлотт, Северная Каролина). Чтобы получить гомогенный раствор смеси, смесь нагревали в печи при 60°C для полного растворения ментола. (При необходимости получаемый гомогенный раствор ментола/полигликоля не разделяли на фазы после выдерживания в течение ночи в печи, установленной на 25°C.)

Зону загрузки экструдера нагревали до 110°C, следующие зоны 2-9 экструдера нагревали до 125°C, а головку нагревали до 130°C.

Аморфный полимер, а именно G-Polymer от Nippon-Goshie, как описано в настоящем документе; а также термопластичный крахмал Thermalplastic Starch Glucose-800 от Chemstar Products Company, Миннеаполис, Миннесота, загружали в участок загрузки экструдера при 1,0 г/мин. Также в участок загрузки экструдера при скорости 1,0 г/мин нагнетали гомогенный раствор ментола/полигликоля. Пленку толщиной 2-5 мил экструдировали при скорости 150-200 об/мин.

Испытание холодящего ощущения

Холодящее ощущение, обеспечиваемое пленкой с ментолом, субъективно определяли следующим образом. Сначала пленку, содержащую 2% ментола (полученную, как описано выше), погружали в воду с температурой приблизительно 23°C и затем прикрепляли к предплечью испытуемого субъекта – человека. Лабораторные условия составляли примерно 50% относительной влажности, 23°C.

Испытуемый субъект сообщал о холодящем ощущении на протяжении 2 минут после размещения пленки на предплечье. Сообщалось, что холодящее ощущение длилось 15-30 минут. Контрольные образцы для испытания, не содержащие ментол, не обеспечивали какого-либо холодящего ощущения.

Испытание на растворимость

Испытание на растворимость представляет собой процедуру определения оценки времени растворения полимерной пленки в деионизированной воде или солевом растворе. Стандартный метод испытания ASTM D5226-98 “Стандартная практика для растворения полимерных материалов” применяли с различными дисперсиями результатов испытаний, указанными ниже. Испытание применяли для 1) сравнения значений относительного времени растворения различных типов полимеров и 2) наблюдения эффектов добавок и/или других активных средств, смешанных с полимерами. Хотя значения времени регистрировали для каждого испытуемого кода, данный тест не является количественным, потому что необходимо визуально определять конечный момент растворения пленки.

Получение образцов для испытания

Образцы полимерных пленок с помощью головки и пресса разрезали на полосы 2,54 см x 15,24 см (1 дюйм x 6 дюймов).

Для каждого образца пленки разрезали три образца для испытания.

Экспериментальная настройка и процедура

Деионизированную воду или солевой раствор помещали в 1 л аналитический стакан и нагревали до 37°C в горячей водяной бане, чтобы способствовать снижению интервалов времени между испытаниями образцов.

Массу каждой полосы измеряли с помощью эталонных весов.

Желательно, чтобы отношение массы пленки к массе среды составляло 0,5%. Таким образом, на основании измеренной массы рассчитывали соответствующую массу среды.

После приведения среды до температуры окружающего воздуха, соответствующую массу среды получали с помощью весов. Среду помещали в 250 мл аналитический стакан с 1,5 дюймовым стержнем магнитной мешалки.

Затем этот стакан помещали на нагревательную плитку VWR с мешалкой, снабженную термометром с обратной связью. Затем проверяли температуру среды, чтобы убедиться, что она составляла 37°C. Скорость перемешивания устанавливали на уровне 100 об/мин.

Затем пленку складывали пополам (для предотвращения адгезии пленки к краям стакана) и помещали на поверхность воды. В этот момент включали таймер.

Затем пленку в растворе тщательно отслеживали, чтобы наблюдать за процессом растворения пленки и определить конечный момент растворения.

Конечный момент определяли главным образом по размеру неповрежденной пленки, оставшейся в растворе.

В качестве стандарта для конечного момента устанавливали 90% растворения. Когда большая часть крупных частиц р