专利名称：塑性材料的棉球棒的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于卫生和美容用途特别是耳部卫生的棉球棒，这些棉球棒能在水中崩解，并很快地发生生物降解，它们来源于聚合的自然提炼过的热塑性天然物质或合成的聚合物。
目前使用的具有一端或两端棉球的塑性材料棒对水净化设备构成严重的影响，因为这些棉球棒经常通过排水系统处理，从而造成对这些设备的过滤器的阻塞，并且对水和由净化水及含有它们的活性污泥形成的泥土造成看得见的污染。
目前，所述塑性材料棒的制备方法是利用挤压技术把直径约为2.5-3mm的小管在挤压速率50-100m/min下挤压而得到。
最后得到的产率大约是每分钟700-1300棒。然后较准挤压管，先让它们通过一导管，喷水后，在切割前经过一水浴。
这些技术难以制造出以天然或合成水溶性聚合物为基础的水可扩散的棉球棒，因为水校准和冷却不可行，因此产率很受空气冷却的限制。
业已发现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质开始的注模法，当转变成热塑状态时，这些天然聚合物质是水溶性的或能分散在水中且能快速生物降解；或由合成聚合物开始的注模法，这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。
用来制造上述棉球棒的天然物质的例子包括来源于各种基因型的种子、根或豆形果实或粗磨谷粉的淀粉，其直链淀粉含量可高可低，可为天然状态或经化学或物理改性的，如水解、氧化或交联的淀粉；纤维素衍生物，例如羧甲基纤维素；明胶；藻酸盐；脱乙酰壳多糖；茁霉多糖；果胶；Carayenanes；蛋白质(玉米蛋白、谷蛋白、大豆蛋白)，基于虫胶的天然树脂，松香酸；天然橡胶；聚天冬氨酸；各种淀粉是优选的原料。淀粉可以与上述天然物质混合使用，特别是与动物来源的明胶、玉米蛋白、茁霉多糖、果胶混合使用。
淀粉或其它天然物质可以和一种合成聚合物混合，这种合成聚合物可以与淀粉相容或不相容，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，热塑聚酯，优选脂肪族的聚酯，例如聚己酸内酯聚酯—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、乙酸纤维素、取代度是0.1-2的淀粉酯，其中可能有其专门的增塑剂存在。这些类型聚合物公开在意大利专利申请号MI94A000228中，此文献在此被引作参考。
这些聚合物的加入量低于约30重量％，优选高达约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种水解度的聚乙烯醇，优选水解度在80-90％之间，例如由waker制造的Polyviol W40/140(水解度87，MW＝100.000)；或Nippon Goshei的Gohsend级GH-23、GH20或KH-17，或预塑化的聚乙烯醇例如AirProducts的Vinex；聚氧化亚甲基或聚氧乙烯、聚乙基噁唑啉、聚乙烯吡咯烷酮、聚天冬氨酸。
上述天然物质转化成热塑性材料是在加热挤压机(挤压—蒸煮)或在可保证温度和剪切应力条件以适于将材料变成热塑性的任何设备中完成的，操作是在水和/或一种增塑剂存在下进行的，温度范围是80℃-120℃。
优选水和增塑剂的总量相对于天然成份少于25重量％。
除水外，可使用的增塑剂包括具有1-20个重复羟基化单元的多元醇，其中每个单元含有2-6个碳原子，它们亦可被部分取代。
这些化合物公开在专利申请WO92/19680中，在此引作参考文献。优选的增塑剂是甘油、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、柠檬酸。
为获得高产率的注模法，优选加入润滑剂。
可使用的润滑剂是以脂肪链为基础的，例如油酸、硬脂酸、棕榈酸、芥酸、也可以和碱性氧化物反应转化成酯、酰胺、盐和醚。
合适的润滑剂包括硬脂酰胺、十八烷醇、硬脂酸钙、单酸甘油酯、甘油二酯和甘油三酯或同时含有烯化氧单元的多元醇的油酸酯。
可以加入植物来源的填料，例如纤维素纤维、干甜菜肉、酵母壳(Shell)、木材、大米壳，或矿物来源的填料如滑石、硅石、硅酸盐、碳酸盐。
为降低重量，可加入起泡剂使成品微孔化。
棉球棒的形状要按注模法定制以获得高产量。
可以采用实心形状、有圆锥孔而使棉球棒能脱模的管状形式、多边形、叶形横截面形状和适合注模法的任何形状。最好对原料的可模塑性加以选择使生产周期少于15秒，优选少于10秒。
采用立管、铸口、热通道、热室装置或其它模塑设备进行注模。按现有方法对棒两头的棉球进行处理，例如用粘合剂或机械方法和/或水处理棉球棒两端，使其夹持棉绒。
缠绕在一个或两个棒端的吸收性球优选采用棉绒；其它非织物天然纤维也可使用，例如人造丝纤维，及可含少量合成纤维的混合物。
棉可以是漂白或不漂白的。
耳用卫生棒常是圆柱形的，7-10cm长，直径2-3mm。
下面的实施例用以阐述但不限制本发明。除非另外说明，份数和百分数以重量计。
实施例180份玉米淀粉Globe 3401 ex Cerestar、10份聚乙烯醇、9.6份水、0.15份单油酸甘油酯、0.25份硬脂酸钙喂入双螺杆挤压机APV 2030中，挤压机的L∶D(螺杆长和螺杆直径的比)＝30。所用温度分布是60℃-100℃-150℃-3×175℃-2×165℃-155℃。
在第二十五直径处(At the twenty-fifth diameter)，对产物进行排气以使水含量降至12％。
所得颗粒输送到60吨的Sandretto注射压榨机中。所用的塑模是有20个模槽的铸口模，在每个模槽的1/4和1/3高度的地方有两个提取器。腔是实心圆柱体，长7.35cm，直径2.5mm，圆形头。塑模用水冷却。
所用温度曲线是平直的，定在165℃。
模塑周期是9秒。
用传统的棉绒处理设备给所得的棒制品装上棉球，提供机械磨耗的棒端，为的是提高棉的粘合力。
一种上述棒制品浸入100cc水中，保持慢慢搅动；两小时后，棒制品完全崩解。该制品和作为对照物质的乙酸钠进行Sturm OECD301试验时，5天中的生物降低率高于70％，达到作为可溶产品要求，即必须通过水回收设备处理掉。
实施例2按实施例1的制法进行，区别是用含有44％(摩尔)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。
借缓慢机械搅动，所得产品在水中崩解，但是较实施例1的产品不易崩解。
实施例3按实施例1方法进行，区别是用EVOH代替5％的PVOH。所得产品仍能于大约3小时内在水中崩解。
实施例4制法按实施例1进行，区别是用5％Estane 54351(Goodrich)，一种借尿烷(氨基甲酸酯)键结合的低分子量聚己酸内酯片段所构成的共聚物，代替5％的淀粉。
所得产品仍能在水中崩解。
实施例5按实施例1进行操作，区别是所用配方含85份淀粉、5份Estane 54351、9.6份水、0.1份单酸甘油酯和0.4份硬脂酰胺。根据Sturm试验在5天后产品能在水中崩解并生物降解。
实施例6按实施例1进行操作，区别是用玉米蛋白代替40份的淀粉。
所得产品在水中显示良好的崩解性。行展实施例7按实施例1的制法进行，区别是用动物明胶代替40份淀粉。在观察其它实施例产品的时间内，证明本产品能在水中崩解。
实施例8按实施例1进行操作，用茁霉多糖全部代替淀粉。所得产品比实施例1的产品更容易在水中崩解。
实施例9按实施例1的方法处理80份小麦淀粉SF 20006 ex Cerestar、3份取代度是1.5的乙酸淀粉、5份乙酸纤维素、1.5份单乙酸甘油酯、9.5份水、0.1份单酸甘油酯和0.3份十八烷醇。所得产品能崩解。
实施例10按实施例1进行操作，区别是用甘油代替5份水。经排气，水份含量降到7％。所得产品很柔韧，有极好的水分散性。
实施例11按实施例10进行操作，用Union Carbide 787聚己酸内酯代替5％PVOH。
所得产品可以模塑，并能在水中崩解。
实施例12按实施例1处理84％高含量直链淀粉的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％单油酸甘油酯和0.3％硬脂酸钙。
所得产品可模塑，周期12秒，证明在小于2小时内可在水中崩解。
实施例13按实施例1进行操作，区别是加入10份纤维素纤维和5份甘油。挤压后，产品含水约8％。即使不如非填料产品好，但其模塑性良好。水分散性好。
实施例14实施例1的产品在中间单一模槽的塑模上模制，塑模的特征是管形模槽长7.3cm，外径2.7mm，内径一头是1mm，另一头是0.8mm，目的是为脱模提供必要的锥形。该产品在单模槽塑模上模制没有问题。
权利要求
1.特别作为卫生用途的，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绕在上面的棒是由热塑性原料组成，该原料选自其转化成热塑状态时可以生物降解和溶于水或水可分散的天然聚合物质或可以生物降解、溶于水或水可分散的合成聚合物。
2.根据权利要求1的棒，其中棒是由淀粉而得的。
3.根据权利要求1的棒，其中棒来源于天然物质，它们选自明胶、藻酸盐、脱乙酰壳多糖、茁霉多糖、蛋白质、天然树脂。
4.根据权利要求1的棒，其中天然物质是淀粉和权利要求3所述天然物质的混合物。
5.根据权利要求1、2、3或4的棒，其中天然物质以高达30重量％的量与和淀粉相容或不相容的一种聚合物混合，该聚合物选自聚乙烯醇、各种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、乙酸纤维素、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.根据权利要求5所述的棒，其中脂肪族聚酯选自聚己酸内酯、聚酯—氨基甲酸酯、聚酯/聚醚共聚物。
7.根据权利要求1所述的棒，其中合成聚合物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚天冬氨酸组成的组。
8.根据前述权利要求所述的棒，其中天然物质或合成聚合物与植物来源的填料或矿物来源的填料混合使用。
9.根据上述权利要求所述的棒，其中使热塑性天然聚合物质具有热塑性的方法是在加热挤压机中或在确保温度和剪切应力条件足以把天然物质转变成热塑性物质的设备中进行挤压—蒸煮法，操作温度范围在80℃～210℃，有水和/或一种增塑剂存在，水和增塑剂的总量高达25重量％。
10.根据权利要求9所述的棒，其中增塑剂是具有一个均含2-6个碳原子的1-20个羟基化重复单元的多元醇，或选自所述多元醇的衍生物，包括醚、硫醚、有机和无机酯、乙酸酯和氨基衍生物或多元醇与链增量剂的反应产物和含有至少一个醛基或羧基的多元醇氧化产物。
11.根据权利要求9所述的棒，其中使用一种润滑剂。
12.根据权利要求10所述的棒，其中增塑剂选自甘油、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.根据前述权利要求所述的棒，其中利用注模法按生产周期小于15秒得到热塑性棒。
14.根据权利要求13所述的棒，其中的棒模制形成实心圆柱形，或有内锥的管形，多边形，或叶形横截面。
15.根据前述权利要求所述的棒，其中缠绕在一个或两个棒端的吸收性物质是棉绒。
全文摘要
本发明涉及卫生用途的棉球棒，它们由热塑性材料制备，能在水中崩解并能快速生物降解，热塑性材料来自当其为热塑性状态时能生物降解和溶于水的天然聚合物质或来自能生物降解、溶于水的合成聚合物。
文档编号A61F13/38GK1131044SQ9512155
公开日1996年9月18日 申请日期1995年11月23日 优先权日1994年12月23日
发明者C·巴斯蒂奥里, G·拉发, A·拉里斯 申请人:诺瓦蒙特股份公司