热水溶性的毛巾，海绵和纱布的制作方法

专利名称：热水溶性的毛巾，海绵和纱布的制作方法
有关申请的相互参考物本申请是于1993年4月29日申请的序号为08/055,083未审定申请的部分延续。
本发明的领域本发明涉及由能被热水选择性溶解的聚乙烯醇树脂制得的特定的产品，即毛巾，海绵和纱布。树脂成形为纤维，而纤维又用于构成本发明的最终产品。
本发明的背景医院病人的护理使在基本和急性护理器材上相应产生了相当数量有传染性的医疗废物。最近三十年来已有了一般性的将可再使用、可清洁的物品转变成易处理的物品。所作的这些转变提高了在病人护理中的消毒技术并降低了病人，职员和公众之间的可能的交叉感染。目前的联邦和州政府条例例如1988年的医疗废物跟踪法规(Medical Waste Tracking Act)和OSHA医疗器材(OSHA MedicalFacility)的规章导致实质上增加了必须归纳为“传染性”的医疗废物。
当将病人送进医院，病人每天产生约55磅的医疗废物。约20％的这种废物是有传染性的。现在美国医院协会(American HospitalAssociation)和疾病控制中心(Centers for Disease Control)所规定的目标是在医疗废物一产生就处理它。该两个组织认为医疗废物对护理工作者的健康是主要的职业上的危害而并非是一个环境问题。处理传染医疗废物的最好的方法是在产生处就对它进行消毒，在以最少的操作和贮存前提下处置经处理过的医疗废物。
对处置医疗废物的有效方法的需求已通过修改29 C.F.R.§1910.1030得以强调，上述法案为职业安全和健康法规(Occupational Safety And Health Act)，29 U.S.C.655,657的联邦条例提供了控制血基(bloodborne)病原体的法规。具体地，该法规要求建立暴露物的控制计划，控制血样或其它潜在传染物质的容器和通常加紧预防措施以最大程度地降低疾病的扩散。处置医院废物的安全和有效的方法应极大地与上述参考法规相适应。
结果，可医疗处置的织造或非织造产品的消耗每年以约10％的速率增长。1988年，销售总计约1.155×109美元。预计到1994年，可医疗处置的纺织和无纺产品的销售将达到2.05×109美元。
在美国，每年约进行30×106次的外科手术。在每次外科手术之后，必须对手术室进行消毒并在新的手术进行之前灭菌，以最大程度地降低任何可能将病人引至对其它病人或职员的暴露。遵守现在日益严格的有关职业暴露在血液和人体体液中的条例是尤其重要的。
在外科手术的最初几天就要使用毛巾，海绵和纱布。它们用于处理组织，吸收伤口处的血液和其它氧化剂，及在各种外科手术中用于洗手和帮助清洗一些器皿。按常规，毛巾，海绵和纱布是由棉花纤维制成的，尽管近年来已试图提供由其它纤维包括聚酯，人造纤维和其它人造短纤维材料制成的替代物。这些纤维经选择，这是由于它们比较易得且如人造材料那样清洁。棉花是具有易变动的价格且随购买波动的农业材料。值得注意的是棉花替代物一般说来都不尽如人意，尽管已作过许多与棉花外观相类似的尝试，所有这些无一例外都是没有结果的。
医院在外科手术之后通常要丢弃纱布，海绵和毛巾。以废渣埋填法或焚烧法进行处置。然而，在某些情况下，对使用后的制品的处置加快了某些血基疾病暴露在那些负有将这些物质打包并引至处理过程责任的雇员中。
这样本发明的一个目的是提供能在使用后被处置的合适的毛巾，海绵和纱布，使在废渣埋填和其它处置处避免附加的负担。
本发明再一个进一步的目的是提供合适的毛巾，海绵和纱布，使它们在使用后能溶解掉并在一步单一的操作中基本上把它们灭菌。
这些和进一步的目的在阅读下述揭示和所附的权利要求书后将更易理解。本发明的概述本发明包括含主要选自毛巾，海绵和纱布组分的制品。制品包含只有在高于约93℃的温度下能选择性地溶于水溶液中的聚乙烯醇树脂纤维。聚乙烯醇纤维的特征在于水解度至少为99％，由不大于1/2％的乙酸钠和1/10％的甲醇组成，平均聚合度为约1300-1500。聚乙烯醇纤维是由将纺丝原液进行挤出(dope extrusion)的工艺然后经加热和拉伸处理制得的，加热及拉伸过的聚乙烯醇纤维的结晶度和定向度分别为约0.70和0.52。
结晶度和定向度是由IR光谱测量的。结晶度为结晶面积与非结晶面积之比。定向度为非定向面积与定向面积之比。
本发明的详细描述如上所看到的，本发明涉及新颖的毛巾，海绵和纱布以及对主要在医疗行业中在医院，门诊病人设施和家庭中使用物的处置方法。在这种设施上，尤其是在外科病房中的毛巾，海绵和纱布通常会与人体体液相接触，由于以前的产品和以人类为基的疾病例如乙型肝炎和爱滋病(AIDS)的潜在扩散而没有生物降解性使得处置和消毒成为一个重大的问题。
为了克服这些困难，建议合适的毛巾，海绵和纱布由包括只在高于约93℃的温度下是水溶的聚乙烯醇的纤维制成的织物组成。若这种制品能在较低的温度下溶解，则毛巾，海绵或纱布在高于室温下与某些液体例如通常的外科手术所产生的人体体液接触过程中会发生令人疏忽的溶解。按本发明使用只在较高温度例如高于约93℃下溶解的聚乙烯醇的操作可防止令人疏忽的仍然保持有残余活力的聚乙烯醇的溶解。事实上，值得考虑的是在或接近水沸点的温度下在只用于溶解这种产品的热水浴例如洗涤机中的处置应是有效的消毒手段。这样，对于通过排水管系统的排放，两个目的可以达到，亦即聚合物可被消毒且可被溶解。这样不仅可减轻现在施加在目前废渣埋填处的负担，而且液体排水管处置可为使用者摆脱污染的毛巾，海绵和纱布并提供比较低费用的技术。
在一个实施例中，按本发明制得的制品可由纱形成，所述的纱为由复合纤维制成的单元。该纱可以由聚乙烯醇制成的短纤维或长丝纤维的形式形成。这种无毒，合成聚合物由碱性或酸性水解的聚乙酸乙烯酯制成。乙酸乙烯酯单体系由将乙炔和乙酸或者乙烯，乙酸和氧反应制得。聚乙烯醇可以水溶性或不溶性树脂的形式制得。
聚乙烯醇的水溶性树脂可为热和冷水可溶或只是热水可溶。聚乙烯醇溶解的温度由改变其水解度，聚合物的结晶和定向，即如何使聚合物相互粘合在一起得以控制。使用于本发明的聚乙烯醇树脂的水解度通常为大于99％，含小于1/2％的乙酸钠，小于1/10％的甲醇，平均聚合度为1300-1500。
在此所用的聚乙烯醇纤维是这样制成的，将合适的热水溶性聚乙酸乙烯酯树脂溶于去离子水或蒸馏水中形成5％-15％的固体混合物，由此产生“化学纤维的纺丝原液”。然后将这种原液静置一段相当长的时间，例如两个星期，以使凝胶沉降。所作的所有的试图都应使聚乙烯醇原液保持不含微生物有机体，否则聚乙烯醇在溶液中会受微生物降解。这可通过超滤，加热或其它对那些致力于研究保藏树脂溶液的人来说是众所周知的方法完成。这种技术包括加入抗微生物剂例如酯酚衍生物如水杨酸或苯甲酸酯。
一旦上述树脂发生凝胶沉降，过滤并加力迫使通过喷丝板使之喷入饱和的硫酸钠溶液，其中纤维凝固成6-10旦尼尔。然后纤维以2∶1-5∶1的比率，较好的在4∶1的比率进行拉伸，在其玻璃化转变点处进行热退火制得热水溶性纤维。加热和拉伸过的聚乙烯醇纤维的结晶度和定向度分别为约0.70和0.52。然后将这样制得的纤维切割成约1″-2″长的短纤维或形成可被拉断成1″-6″纤维长度的纤维丝束。然后这些纤维经由常规的棉纺方法，粗纺毛纱的方法或直接由拉断的纤维束进行纺纱制成纱。较好的纱的尺寸为60单股-0.5单股(singles)，每根这种纱达4合股。这种纱可在Z或S方向上以3-6股的织造加捻多股纱(weaving twist multiple)，较好的3.5-4.0股的加捻多股纱进行纺纱。
如希望的话上述纱可被着色。着色时，该纱应在树脂溶液中进行纺丝原液染色。水不溶性颜料在获得较高质量的光升华(lightsublimentation)和防止标志不易褪去中是有用的。织物可经编织或其它众所周知的技术制成。例如，纱可以垂直方式混纺或可被编织，或如所希望的纱可为单面针织，双面针织，双罗纹针织，经编针织或钩编针织。甚至可以忽视纱制造方法，而直接由通常称为气流纺，干纺，湿纺，喷水纺，热粘纺或化粘纺的纤维制成非织造织物。独特地，将这些产品制成织物，在进一步加工之前，如所需进行退浆和切割，缝纫并独特地在达160°F下洗涤。当确定在热水中单独使用处置过的产品时，独特地使这些步骤暴露在30-60℃的水中以降低生物含量，除去暂时的颜色，漂白或洗去可能成为伤口处污染物的纤维和纱的杂散的小碎片。
权利要求
1.一种制品，它包括主要选自毛巾，海绵和纱布的组分，所述制品包括只有在高于约93℃的温度下能选择性地溶于水溶液中的聚乙烯醇树脂纤维，所述聚乙烯醇纤维的进一步的特征在于水解度至少为约99％，由不大于1/2％的乙酸钠和1/10％的甲醇组成，平均聚合度为约1300-1500，所述聚乙烯醇纤维是由纺丝原液挤出的工艺然后经加热和拉伸处理制得的，加热及拉伸过的聚乙烯醇纤维的结晶度和定向度分别为约0.70和0.52。
2.如权利要求1所述的制品，其中形成聚乙烯醇的纺丝原液的工艺是包括以约5-15重量％的浓度将所述聚乙烯醇树脂溶于去离子水或蒸馏水中的过程完成的。
3.如权利要求2所述的制品，其中形成所述聚乙烯醇纺丝原液的凝胶，所述凝胶基本上已不含微生物有机体，如存在所述的微生物有机体则会导致凝胶的微生物降解。
4.如权利要求3所述的制品，其中所述聚乙烯醇纤维是经过滤所述凝胶并对此凝胶加压力迫使通过喷丝板喷至基本上饱和的硫酸钠溶液制成的。
5.如权利要求4所述的制品，其中将所述聚乙烯醇纤维凝固成约6-10旦尼尔。
6.如权利要求5所述的制品，其中所述聚乙烯醇纤维以约2∶1-5∶1的比率进行拉伸。
7.如权利要求5所述的制品，其中所述聚乙烯醇纤维以约4∶1的比率进行拉伸。
8.如权利要求6所述的制品，其中所述聚乙烯醇纤维系大致上在其玻璃化转变温度时经热退火以制造只在高于93℃时溶于水溶液的聚乙烯醇纤维。
9.如权利要求1所述的制品，其中将所述聚乙烯醇纤维切割成约1″-2″长的短纤维。
10.如权利要求1所述的制品，其中所述聚乙烯醇纤维可被拉断成约1″-6″平均纤维长度的聚乙烯醇纤维的纤维束制得。
11.如权利要求1所述的制品，其中将所述聚乙烯醇纤维制成纱，该纱然后被合股制造所述毛巾，海绵或纱布。
12.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系由所述纤维经棉纺方法制得。
13.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系由所述纤维经粗纺毛纱方法制得。
14.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系由所述聚乙烯醇纤维的拉断丝束经直接纺纱制得。
15.如权利要求11所述的制品，其中所述纱的尺寸约在60单股至0.5单股之间。
16.如权利要求11所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布含达约4合股的所述纱。
17.如权利要求11所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布包括在Z或S方向上以3-6股织造加捻多股纱纺纱的纱。
18.如权利要求17所述的制品，其中所述织造加捻多股纱为3.5-4.0股。
19.如权利要求2所述的制品，其中在所述聚乙烯醇树脂溶液中加入颜料，所述颜料基本上是水不溶性的。
20.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系经单面针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
21.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系经双面针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
22.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系经双罗纹针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
23.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系经过经编针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
24.如权利要求11所述的制品，其中所述纱系经过钩编针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
25.如权利要求1所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布是由气流纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
26.如权利要求1所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布是由干法成网的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
27.如权利要求1所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布是由湿法成网的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
28.如权利要求1所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布是由喷水纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
29.如权利要求1所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布是由热粘纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
30.如权利要求1所述的制品，其中所述毛巾，海绵或纱布是由化粘纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
31.一种处置制品的方法，所述制品包括主要选自毛巾，海绵和纱布的组分，所述制品包括只有在高于约93℃的温度下选择性地溶于水溶液中的聚乙烯醇树脂纤维，所述聚乙烯醇纤维的进一步的特征在于水解度至少为约99％，由不大于1/2％的乙酸钠和1/10％的甲醇组成，平均聚合度为约1300-1500，所述聚乙烯醇纤维是由纺丝原液挤出工艺然后经加热和拉伸处理制得的，加热及拉伸过的聚乙烯醇纤维的结晶度和定向度分别为约0.70和0.52，所述方法包括将使用后的所述制品置于水浴中以便溶解所述纤维，随后处置所述溶解的纤维。
32.如权利要求31所述的方法，其中聚乙烯醇的纺丝原液的形成是包括将所述聚乙烯醇树脂溶于去离子水或蒸馏水中使其浓度在5-15％(重量)的工艺完成的。
33.如权利要求32所述的方法，其中形成所述聚乙烯醇纺丝原液的凝胶，所述凝胶基本上不含微生物有机体，如存在微生物有机体则会导致所述凝胶的微生物降解。
34.如权利要求33所述的方法，其中所述聚乙烯醇纤维是经过滤所述凝胶并对所述过滤过的凝胶加力迫使通过喷丝板喷至基本上饱和的硫酸钠溶液制成的。
35.如权利要求34所述的方法，其中将所述聚乙烯醇纤维凝固成约6-10旦尼尔。
36.如权利要求35所述的方法，其中所述聚乙烯醇纤维以约2∶1-5∶1的比率进行拉伸。
37.如权利要求35所述的方法，其中所述聚乙烯醇纤维以约4∶1的比率进行拉伸。
38.如权利要求36所述的方法，其中所述聚乙烯醇纤维约在其玻璃化转变温度时经热退火以制造只在高于93℃时能溶于水溶液的聚乙烯醇纤维。
39.如权利要求31所述的方法，其中将所述聚乙烯醇纤维切割成约1″-2″长度的短纤维。
40.如权利要求31所述的方法，其中所述聚乙烯醇纤维是经形成可被拉断成约1″-6″平均纤维长度的聚乙烯醇纤维的纤维丝束制得。
41.如权利要求31所述的方法，其中将所述聚乙烯醇纤维制成纱，该纱然后被合股制造所述毛巾，海绵或纱布。
42.如权利要求41所述的方法，其中所述纱由所述纤维经棉纺方法制得。
43.如权利要求41所述的方法，其中所述纱系由所述纤维经粗纺毛纱方法制得。
44.如权利要求41所述的方法，其中所述纱由所述聚乙烯醇纤维的拉断丝束经直接纺纱制得。
45.如权利要求41所述的方法，其中所述纱的尺寸约在60单股-0.5单股之间。
46.如权利要求41所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布含达约4合股的所述纱。
47.如权利要求41所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布含在Z或S方向上以3-6股织造加捻多股纱纺纱的纱。
48.如权利要求47所述的方法，其中所述织造加捻多股纱为3.5-4.0股。
49.如权利要求32所述的方法，其中在所述聚乙烯醇树脂溶液中加入颜料，所述颜料基本上是水不溶性的。
50.如权利要求41所述的方法，其中所述纱是经单面针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
51.如权利要求41所述的方法，其中所述纱是经双面针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
52.如权利要求41所述的方法，其中所述纱是经双罗纹针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
53.如权利要求41所述的方法，其中所述纱是经过经编针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
54.如权利要求41所述的方法，其中所述纱是经过钩编针织工艺制成所述毛巾，海绵或纱布。
55.如权利要求31所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布是由气流纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
56.如权利要求31所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布是由干纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
57.如权利要求31所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布是由湿纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
58.如权利要求31所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布是由喷水纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
59.如权利要求31所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布是由热粘纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
60.如权利要求31所述的方法，其中所述毛巾，海绵或纱布是由化粘纺的聚乙烯醇纤维非织造织物制成的。
全文摘要
由聚乙烯醇树脂纤维组成的毛巾，海绵和纱布产品。所述纤维只有在高于约93℃时选择性地溶于水溶液中。聚乙烯醇纤维的水解度至少为99％，它由不大于1/2％的乙酸钠，1/10％的甲醇组成，平均聚合度为约1300-1500。聚乙烯醇纤维系经用纺丝原液挤出工艺制得。
文档编号D06M101/16GK1135730SQ94193625
公开日1996年11月13日 申请日期1994年11月7日 优先权日1994年8月5日
发明者T·W·霍尼卡特, B·李 申请人:艾瑟莱泽股份有限公司