УСТРАНЯЮЩИЙ НЕПРИЯТНЫЙ ЗАПАХ МАТЕРИАЛ, ПОЛУЧЕННЫЙ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ, СОДЕРЖАЩИЙ ЧАСТИЦЫ, ЗАКЛЮЧЕННЫЕ В ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЕ
ODOUR CONTROL MATERIAL PREPARED BY EXTRUSION COMPRISING PARTICLES ENCAPSULATED IN POLYMERIC MATRIX

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устраняющему неприятный запах материалу, содержащему водонерастворимый зернистый устраняющий неприятный запах агент. Изобретение также относится к способу получения устраняющего неприятный запах материала. Кроме того, представленное изобретение относится к поглощающему изделию, содержащему устраняющий неприятный запах материал.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предотвращение появления неприятного запаха в связи с использованием поглощающих изделий, таких как впитывающие изделия и/или предметы женской гигиены, является важным фактором комфорта для потребителей. Текучие среды организма, такие как кровь и моча, скапливаются и сохраняются в поглощающих изделиях, при этом легко могут появляться запахи. Для владельца важно, чтобы данные запахи не распространялись в окружающую среду и владельцу нужно чувствовать безопасность при использовании поглощающих изделий как в отношении просачивания, так и предотвращения или регулирования появления неприятного запаха.
В области поглощающих изделий, для предотвращения запахов используют несколько различных решений. Например, запахи можно маскировать за счет использования парфюмерных изделий или дезодорирующих соединений. Запахи также могут адсорбироваться или абсорбироваться частицами, имеющими большую площадь поверхности, такими как активированный уголь, цеолит и зернистые материалы на основе крахмала. Кислотные и/или щелочные запахи могут быть нейтрализованы за счет использования веществ, наподобие соды для выпечки и/или лимонной кислоты. Для ингибирования роста бактерий можно использовать вещества, имеющие низкий pH или соли металлов. Соответственно, для предотвращения запахов различными способами могут использоваться различные устраняющие неприятный запах агенты.
Было доказано, что устраняющие неприятный запах агенты в зернистом виде, такие как упомянутый выше активированный уголь, цеолит и материалы на основе крахмала, обладают превосходными адсорбирующими запах характеристиками благодаря большой площади поверхности частиц. Однако имеются некоторые недостатки, связанные с использованием подобных зернистых устраняющих неприятный запах агентов, которые могут быть в форме порошка: например, с подобными порошками очень трудно управляться в сухих технологиях вследствие проблем с пылью. Порошки могут загрязнять как производственное оборудование, так и изделия. Порошок может распространяться в производственной среде и в худшем случае загрязнять производственную среду и/или вызывать взрывы пыли.
Кроме того, если порошок, например, порошок активированного угля, пылит в процессе изготовления изделий, могут возникать проблемы с внешним видом светлых поглощающих изделий. Активированный уголь может распространяться в изделиях также за пределы необходимых положений и вследствие этого ухудшать внешний вид изделий. Является желательным содержать изделия чистыми вне пределов тех площадей, где намечено размещать устраняющий неприятный запах агент.
Порошки зернистых устраняющих неприятный запах агентов также может быть трудно диспергировать равномерным образом в поглощающих изделиях. Например, влажность среды может вызывать образование комков зернистого материала, и это может вызывать неравномерное распределение в производственном процессе и, следовательно, в конечных изделиях. Кроме того, поскольку зернистые устраняющие неприятный запах агенты адсорбируют пахучие вещества из окружающего воздуха, существует риск, что адсорбционная способность частиц уменьшается при хранении.
В предшествующем уровне техники были попытки снизить проблемы с пылью порошков, как например раскрыто в EP0392528, в котором зернистый устраняющий неприятный запах агент связывают с полотном на волокнистой основе, таким как нетканое или бумажное полотно. Полотно на пористой основе погружают в пропиточную пульпу, содержащую абсорбирующие запах твердые частицы и связующий агент, вместе с поверхностно-активным веществом. Затем лишнюю пульпу отжимают с полотна, и полотно сушат. Согласно EP0392528, существенно, что зернистый материал эффективно связывается с полотном основы. Соответственно, необходимо, чтобы полотно основы несло абсорбирующие запах частицы, и в итоговом изделии используют полотно целиком. Вследствие этого, возможность использовать данный рулонный материал ограничена изделиями, где полотно основы необходимо в качестве части конечного изделия. Это может усложнять производственный процесс и приводить к дорогому итоговому изделию. Также, поскольку абсорбирующий запах зернистый материал связывается с волокнистым полотном, для абсорбции запахов не используется вся площадь поверхности абсорбирующего запах материала. Кроме того, абсорбирующий запах материал подвергается воздействию окружающей среды, за счет чего свойства абсорбции запахов зернистого материала в процессе хранения могут нарушаться.
Таким образом, все еще существует потребность в улучшенном удобстве обращения с зернистыми устраняющими неприятный запах агентами, с сохранением или улучшением хороших адсорбирующих/абсорбирующих запахи свойств, особенно после хранения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в улучшении удобства обращения с зернистыми устраняющими неприятный запах агентами в технологических процессах. Дополнительная цель представленного изобретения состоит в улучшении распределения зернистых устраняющих неприятный запах агентов, так, чтобы можно было получить равномерное распределение в итоговых изделиях. Также цель настоящего изобретения состоит в сохранении адсорбционной способности зернистого устраняющего неприятный запах агента в процессе хранения. Для улучшения адсорбции запахов было бы желательно иметь возможность использования всей площади поверхности зернистого устраняющего неприятный запах агента для адсорбции запахов.
Цели выше достигаются с помощью предлагаемого устраняющего неприятный запах материала, состоящего из водонерастворимого зернистого устраняющего неприятный запах агента и термопластичной водорастворимой несущей матрицы, заключающей устраняющий неприятный запах агент. Несущая матрица растворяется при контакте с водным раствором, таким как моча. Устраняющий неприятный запах материал получают посредством термоформования, например, посредством экструзии, а зернистый устраняющий неприятный запах агент заключен в матрице подложки, минимизируя посредством этого проблемы с пылью, испытываемые в связи с использованием зернистых устраняющих неприятный запах агентов. Поскольку несущая матрица растворяется при контактах с водными жидкостями, устраняющий неприятный запах агент высвобождается, и может быть получено эффективное уменьшение запаха.
Устраняющий неприятный запах материал может быть получен посредством экструзии. Экструзия представляет собой хорошо известный и относительно простой и экономичный путь формирования материалов из термопластичных исходных материалов. Посредством экструзии могут быть легко получены различные виды и формы изделий.
Зернистым устраняющим неприятный запах агентом предпочтительно является активированный уголь, цеолит или зернистый устраняющий неприятный запах агент на основе крахмала. Данные устраняющие неприятный запах агенты являются очень эффективными для адсорбции и/или абсорбции запахов. Особенно активированный уголь обладает превосходными адсорбирующими запахи свойствами.
Термопластичная водорастворимая несущая матрица содержит водорастворимый полимер, которым может быть полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, полисахарид, такой как модифицированные крахмалы или сахара, или сахарные спирты, полиакриламид, поливиниламин, поливинилпиридин и поливинилпирролидин или их смесь. Данные полимеры легко обрабатывать, и они являются нетоксичными, за счет чего они подходят для использования в гигиенических изделиях. Водорастворимая несущая матрица также может содержать добавки, такие как пластификатор, стабилизатор, улучшающий дисперсность агент, регулирующий pH агент или противомикробные вещества, посредством чего устраняющему неприятный запах материалу могут быть приданы различные свойства, может быть дополнительно улучшен эффект уменьшения запаха и/или может быть улучшена пригодность к обработке материала матрицы подложки.
Весовое соотношение несущей матрицы и устраняющего неприятный запах агента составляет от 1:10 до 10:1. Желательно включать в материалы большое количество устраняющего неприятный запах агента.
Устраняющий неприятный запах материал находится в виде пленки, волокон или нитей, или волокнистого полотна. Все они могут быть легко использованы, например, в поглощающих изделиях, и таким образом в существующих производственных процессах необходимы минимальные изменения.
Устраняющий неприятный запах материал может быть в виде пленки и может иметь толщину, составляющую 10-2000 микрометров. Пленка может быть измельчена в хлопья или использоваться как таковая. Устраняющий неприятный запах материал также может быть в виде волокон, таких как штапельные волокна, и иметь длину волокна от 1 до 40 мм и линейную массовую плотность от 1,7 до приблизительно 10000 дтекс. Волокна могут использоваться в качестве дополнения к другим волокнам в изделии, и таким образом могут использоваться в существующих производственных процессах. Кроме того, устраняющим неприятный запах материалом может быть нетканое волокнистое полотно, которое может использоваться как таковое или в качестве части многослойного волокнистого полотна, используемого, например, в поглощающих изделиях.
Изобретение дополнительно относится к способу получения устраняющего неприятный запах материала, который включает стадии:
i) подготовки водорастворимого термопластичного материала несущей матрицы в твердом виде;
ii) подготовки зернистого устраняющего неприятный запах агента в твердом виде;
iii) смешивания зернистого устраняющего неприятный запах агента с материалом несущей матрицы для предоставления равномерной дисперсии, в которой твердым является зернистый устраняющий неприятный запах агент;
iv) нагревания материала несущей матрицы до температуры плавления от приблизительно 70 до приблизительно 300°C для по меньшей мере частичного плавления материала матрицы подложки, в котором зернистый устраняющий неприятный запах агент остается твердым;
v) термоформования равномерной дисперсии для формирования пленки, волокон или волокнистого полотна;
vi) охлаждения термоформованного материала;
vii) сбора образованного материала.
Когда устраняющим неприятный запах материалом является пленка, способ может дополнительно включать стадию перфорации пленки для предоставления в пленке отверстий и/или стадию измельчения полученной пленки для предоставления хлопьев. Таким образом, могут быть получены пленочные изделия с различной структурой и свойствами растворимости, поскольку, например, маленькие хлопья быстрее растворяются в водные растворы, чем большие объемы пленочного материала.
Когда полученный устраняющий неприятный запах материал находится в виде штапельных волокон, экструзия может выполняться через многоканальный мундштук для предоставления волокон, имеющих линейную массовую плотность от 1,7 дтекс до 10000 дтекс. Волокна могут использоваться, например, в различных частях поглощающего изделия, обеспечивая эффективное предупреждение появления нежелательного запаха в необходимых положениях.
Когда устраняющий неприятный запах материал находится в виде волокнистого полотна, способ может дополнительно включать стадию предоставления волокнистого полотна, представляющего собой вспученный материал, изготовленный по технологии спанбонд материал или чесанный волокнистый материал. Данные нетканые материалы хорошо известны в данной области, и устраняющий неприятный запах материал может использоваться как таковой или в качестве части множества слоев различных нетканых материалов.
Кроме того, представленное изобретение относится к поглощающему изделию, такому как подгузник, гигиеническая салфетка или впитывающее изделие, содержащему защитный лист, удаленный от тела владельца при использовании изделия, верхний лист, ближайший к телу владельца при использовании изделия, и абсорбирующую структуру, расположенную между верхним листом и защитным листом, при этом изделие содержит устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения. Абсорбирующее изделие может содержать дополнительный слой, слой, представляющий собой устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения. Таким образом, слой может быть легко внедрен в абсорбирующее изделие для обеспечения эффективного предупреждения появления нежелательного запаха. Устраняющий неприятный запах материал может содержаться в абсорбирующем изделии в виде волокон или хлопьев, а волокна или хлопья могут содержаться в абсорбирующей сердцевине поглощающего изделия. Таким образом, устраняющий неприятный запах материал будет входить в контакт с жидкостью, и таким образом, устраняющий неприятный запах агент высвобождается из матрицы подложки, и таким образом может обеспечиваться эффективное предупреждение появления нежелательного запаха.
Данные и другие цели и преимущества представленного изобретения описаны более подробно в следующем подробном описании и формуле изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Определения
Под устраняющим неприятный запах агентом подразумевается вещество, которое способно адсорбировать или абсорбировать пахучие вещества.
Под водонерастворимым подразумевается вещество, которое не растворяется в воде или водных растворах.
Под зернистым подразумеваются твердые вещества, состоящие из мелких отдельных частиц.
Под термопластичным подразумевается, что материал становится поддающимся формованию или мягким при нагревании, и что он возвращается в твердое состояние при охлаждении без каких-либо существенных изменений в свойствах материала.
Под несущей матрицей подразумевается вещество или материал, который несет и/или заключает зернистый материал.
Под водорастворимым подразумевается вещество, которое способно растворяться при контакте с водой или водным раствором, например, мочой или кровью. В данном контексте кроме того подразумевается, что водорастворимый материал растворяется по меньшей мере частично таким образом, что водонерастворимые частицы, заключенные в матрице водорастворимого подложки, высвобождаются из матрицы подложки.
Под термоформованием подразумевается процесс, в котором термопластичный материал нагревают до температуры формирования, при которой термопластичный материал по меньшей мере частично плавится таким образом, что он способен формоваться, а затем формируют и охлаждают специфическое изделие, такое как пленка, волокна или нити или волокнистое полотно.
Под экструзией подразумевается термоформование, в котором изделие непрерывно образуется из поддающегося формованию или экструдируемого материала, такого как термопластичный материал, путем пропускания через головку требуемого поперечного сечения.
Под гидрофобным материалом подразумевается материал, который при измерении на плоской поверхности при контакте с каплей воды имеет угол контакта капли воды с поверхностью равный или больше чем 90°.
Под гидрофильным материалом подразумевается материал, который при измерении на плоской поверхности при контакте с каплей воды имеет угол контакта капли воды с поверхностью менее чем 90°.
Устраняющий неприятный запах материал согласно представленному изобретению состоит из водонерастворимого зернистого устраняющего неприятный запах агента и термопластичной водорастворимой несущей матрицы для устраняющего неприятный запах агента. В следующем описании подробно описаны различные составные элементы устраняющего неприятный запах материала согласно представленному изобретению.
Устраняющий неприятный запах агент
Устраняющий неприятный запах агент представленного изобретения является зернистым и водонерастворимым. Может использоваться любой подобный устраняющий неприятный запах агент, а подходящие устраняющие неприятный запах агенты для использования в устраняющем неприятный запах материале согласно представленному изобретению содержат гидрофобные устраняющие неприятный запах материалы в форме порошка, такие как активированный уголь. Также в представленном изобретении в качестве устраняющих неприятный запах агентов могут использоваться цеолиты, которыми могут быть натуральные цеолиты и синтетические цеолиты, такие как например, алюмосиликатные порошки для молекулярных сит, и крахмалы и зернистые агенты на основе крахмала, такие как различные типы производных хитина, некоторые альгинаты, амилоза, такая как V-амилоза. Кроме того, устраняющий неприятный запах агент может содержать глины, такие как бентонит, структуры на основе целлюлозы с большой специфической площадью поверхности и диатомовую землю. Также, устраняющим неприятный запах агентом могут быть материалы из полимерной смолы, ионообменные смолы и производные полистерола. Также, в качестве устраняющего неприятный запах агента могут быть использованы некоторые порошки оксидов металлов. Устраняющим неприятный запах агентом также может быть смесь двух или более водонерастворимых зернистых устраняющих неприятный запах агентов.
Частицы устраняющего неприятный запах агента могут иметь размер частиц от приблизительно 0,1-1000 мкм и предпочтительно составляет от приблизительно 1 мкм до приблизительно 250 мкм, при измерении согласно ASTM D5158. С частицами, имеющими размер меньше чем 0,1 мкм, часто трудно управляться. С другой стороны, частицы больше чем 250 мкм могут ощущаться неудобными или неровными в итоговых изделиях, где используют устраняющий неприятный запах агент, например, в поглощающих изделиях.
Вследствие этого, частицы должны быть достаточно мелкими или маленькими для того, чтобы они не вызывали, например, раздражение кожи.
Конкретная площадь поверхности частиц определяет площадь или вещество, которое доступно для связывания и/или взаимодействия с другими веществами, или общую площадь поверхности частиц в грамме вещества. Удельную площадь поверхности в данном контексте определяют как удельную площадь поверхности по БЭТ. Теория адсорбции по Брунауэру-Эмметту-Теллеру (БЭТ) описывает адсорбцию молекул газа на твердой поверхности и основана на предположении энергии для адсорбции первого слоя. Посредством измерения объема газообразного азота после десорбции рассчитывают удельную площадь поверхности. Способ был разработан Брунауэром Эмметтом Теллером. Квалифицированный специалист должен знать обычные инструменты для проведения измерения.
2
2
2
2
2
2
2
В общем, удельная площадь поверхности по БЭТ водонерастворимого зернистого устраняющего неприятный запах агента, используемого в представленном изобретении, может составлять от приблизительно 5 м/г до приблизительно 1500 м/г и предпочтительно больше чем приблизительно 100 м/г и предпочтительно составляет по меньшей мере 500 м/г. Удельная площадь поверхности зависит от физических свойств изделия. Например, удельная площадь поверхности по БЭТ зернистого агента на основе крахмала может составлять от приблизительно 5 м/г до 500 м/г. С другой стороны, в существующих сегодня на рынке изделиях порошкового активированного угля (PAC) может иметься площадь поверхности до 1500 м/г. Чем больше удельная площадь поверхности частиц, тем лучше свойство адсорбции запаха.
Зернистый и водонерастворимый устраняющий неприятный запах агент может быть гидрофобным, посредством чего частицы устраняющего неприятный запах агента могут адсорбировать гидрофобные пахучие вещества, в то время как водные растворы, такие как моча, будут проходить частицы без абсорбции. Однако, в некоторых вариантах осуществления, зернистый устраняющий неприятный запах агент также может быть гидрофильным или иметь как гидрофобные и/или гидрофильные свойства. Примером подобного устраняющего неприятный запах агента является V-амилоза.
Устраняющим неприятный запах агентом в представленном устраняющем неприятный запах материале предпочтительно является активированный уголь, который также называется activated charcoal, activated coal или carbo activates, поскольку активированный уголь является очень эффективным в качестве устраняющего неприятный запах агента. Активированный уголь является формой угля, который был обработан, чтобы сделать его пористым, и, таким образом, он имеет очень большую площадь поверхности, которая доступна для адсорбции запахов. Активированный уголь может быть получен в зернистой форме в виде порошков или мелких гранул.
Несущая матрица
Несущая матрица является водорастворимой и содержит один или более водорастворимых термопластичных материалов. Она также может содержать водорастворимые добавки и/или другие вещества.
Несущая матрица предпочтительно содержит по меньшей мере один водорастворимый термопластичный полимер и может быть смесью двух или более водорастворимых полимеров. Различные водорастворимые полимеры могут оказывать влияние на различные технологические параметры и могут, например, обеспечивать сбалансированную растворимость в воде, пригодность к обработке плавлением, механические свойства и/или физические свойства.
Водорастворимая несущая матрица растворяется, когда она входит в контакт с водными растворами, так что водонерастворимые частицы, заключенные в матрице водорастворимого подложки, высвобождаются из матрицы подложки. Несущая матрица по меньшей мере частично растворяется, обеспечивая чтобы зернистый, водонерастворимый устраняющий неприятный запах агент (также упоминаемый, как частицы) мог входить в контакт с пахучими веществами. Предпочтительно водорастворимый материал полностью растворяется в воде или водном растворе.
Подходящие водорастворимые полимеры могут содержать гидрофильную функциональную группу или группы, которые делают полимер водорастворимым. Функциональной группой может быть, например, гидроксильная группа. Подходящими водорастворимыми полимерами могут быть, например, полиэтиленоксид, поливинилспирт, полисахариды, полиакриламид, поливиниламин, поливинилпиридин и поливинилпирролидин.
Полиэтиленоксиды (PEO), которые могут быть образованы из мономеров этиленоксидов и их производных, имеют молекулярную массу от приблизительно 50000 до приблизительно 1000000 г/моль, и предпочтительно она находится между 100000-600000 (г/моль). Если молекулярная масса ниже, полимер становится очень хрупким. Однако в некоторых вариантах осуществления представленного изобретения также могут использоваться хрупкие полимеры. Если молекулярная масса выше, полимер может стать труднорастворимым в водных растворах. Полиэтиленоксиды имеют преимущество, являясь нетоксичными, устойчивыми к нагреванию, они являются инертными ко многим химическим агентам, и они не гидролизируются или разрушаются.
Поливинилспирт легко использовать в процессах формирования пленки и он является водорастворимым. Подходящие поливинилспиртовые полимеры могут иметь молекулярную массу от приблизительно 3500 до приблизительно 700000 (г/моль).
Также полисахариды могут использоваться в матрице водорастворимой подложки представленного изобретения. Полисахаридами могут быть, например, химически модифицированные крахмалы, которые являются растворимыми в воде, такие как декстрин. Крахмалы могут быть получены, например, из пшеницы, кукурузы, восковидной кукурузы, сорго, риса и восковидного риса; картофеля; корнеплодов, сладкого картофеля и маранты. Примеры включают сахара, содержащие одно или более из глюкозы, сахарозы, фруктозы, раффинозы, мальтодекстрозы, галактозы, ксилозы, мальтозы, лактозы, маннозы и эритрозы, сахарных спиртов, таких как например, эритритол, ксилитол, малитол, маннитол и сорбитол, полиолы, например, этиленгликоль, глицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, бутиленгликоль и гексантриол и т.д.
Крахмалы могут иметь молекулярную массу в диапазоне от приблизительно 3000-1000000 грамм на моль (г/моль), предпочтительно от приблизительно 3000-5000 г/моль.
Также могут использоваться другие полимеры, такие как полиакриламид, который может быть образован из мономеров акриламида и их производных, поливиниламина, поливинилпиридина, который может быть образован из мономера винилпиридина и поливинилпирролидина, который может быть образован из мономеров, таких как мономер винилпирролидона.
Несущая матрица также может содержать водорастворимые добавки, такие как пластификаторы, стабилизаторы, улучшающие дисперсность агенты, регулирующие pH агенты или противомикробные вещества. Добавки могут влиять на пригодность материала несущей матрицы к обработке или могут обеспечивать материал с улучшенными свойствами устранения неприятного запаха, например, если pH несущей матрицы может быть понижен, или если в несущую матрицу добавляют противомикробные агенты.
Устраняющий неприятный запах материал и его получение
Устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения получают посредством термоформования, например, посредством экструзии. Термопластичный материал несущей матрицы обычно предоставляют в твердом виде, например, в виде гранул. Твердые гранулы можно смешивать с зернистым устраняющим неприятный запах агентом либо перед плавлением, либо после плавления или нагревания термопластичного материала до температуры термоформования или экструзии. Материал несущей матрицы и зернистый устраняющий неприятный запах агент перемешивают для формирования однородной дисперсии перед термоформованием, а затем дисперсия может быть, например, экструдирована с образованием пленки, волокон или волокнистого полотна, в котором равномерно распределен зернистый устраняющий неприятный запах агент. Таким образом, возможно дополнительно обрабатывать и/или использовать устраняющий неприятный запах материал в различных изделиях, минимизируя в то же время проблему с образованием пыли, поскольку зернистый устраняющий неприятный запах агент заключен в матрице подложки. Когда несущая матрица входит в контакт с водными растворами, такими как моча, она растворяется, посредством чего из полотна высвобождаются устраняющие неприятный запах агенты, которые не являются водорастворимыми. Таким образом, устраняющие неприятный запах агенты заключены в и защищаются несущей матрицей до тех пор, пока устраняющий неприятный запах материал не контактирует с водными жидкостями. Когда частицы высвобождаются из матрицы подложки, вся частица может выступать в качестве адсорбирующего или абсорбирующего запах агента, и для предупреждения появления нежелательного запаха может использоваться общая площадь поверхности каждой частицы устраняющего неприятный запах агента.
В целом, зернистые устраняющие неприятный запах агенты являются неплавкими. Однако, если зернистый устраняющий неприятный запах агент является плавким, для того, чтобы устраняющий неприятный запах материал мог быть образован посредством термоформования, например, посредством экструзии, точка плавления несущей матрицы должна быть ниже, чем точка плавления зернистого устраняющего неприятный запах агента. Точка плавления материала несущей матрицы может варьировать в зависимости от свойств термопластичного материала с выбором в пределах диапазона от 70°C до приблизительно 300°C. Например, если зернистый устраняющий неприятный запах агент имеет точку плавления 300°C, материал несущей матрицы может иметь точку плавления ниже, например, приблизительно на 200°C, а температура обработки должна поддерживаться ниже 300°C. Кроме того, если устраняющим неприятный запах агентом является активированный уголь, в качестве материала для несущей матрицы может быть использован любой водорастворимый термопластичный материал, поскольку точка плавления активированного угля выше 3000°C. Соответственно, зернистый устраняющий неприятный запах агент не должен плавиться в процессе термоформования устраняющего неприятный запах материала.
Весовое соотношение устраняющего неприятный запах агента и водорастворимого материала может составлять от приблизительно 1:10 до 10:1. Зернистый устраняющий неприятный запах агент может быть представлен в количестве от приблизительно 10 м% до приблизительно 90 м% общей массы устраняющего неприятный запах материала.
Согласно одному аспекту изобретения, устраняющий неприятный запах материал может быть в виде пленки. Пленка может быть получена посредством экструзии, например, отливки пленки, экструдирования через головку с плоской головкой и/или каландрированием, выдувания пленки и т.д. или любого другого подходящего способа экструзии, который хорошо известен в данной области. Во всех способах термопластичный материал несущей матрицы расплавляют и смешивают с зернистым устраняющим неприятный запах агентом, а затем нагретую смесь экструдируют через головку для формирования пленки. Каландрирование может быть включено для предоставления гладкой или текстурированной поверхности для пленки.
Например, процесс отливки пленки включает экструзию расплавленных полимеров через плоскую головку с формированием тонкой пленки. Данную пленку «крепят шплинтами» к поверхности охлаждающего валка с воздушным ножом или вакуумной камерой. Процесс начинается с подачи пластичных смол посредством гравиметрической системы подачи в один или более экструдеров. Материалы расплавляют и перемешивают с помощью экструдеров, фильтруют и подают в систему головки. Расплавленный полимер движется через систему плоской головки, чтобы он принял итоговую форму плоской пленки. Непосредственно после выхода из головки расплавленное полотно поступает в блок охлаждения, где его температура понижается с помощью охлаждающего валка с водяным охлаждением для замораживания пленки. Система головки образована головкой и подающим блоком (если процесс требует совместной экструзии) или просто головкой, если процесс состоит в монослойной экструзии. Изготовление пленки отливкой хорошо известно квалифицированному специалисту в области преобразования полимеров в пленки.
Кроме того, каландрирование представляет собой процесс, где большое количество расплавленной пластмассы помещают между валками и прокручивают, чтобы превратить ее в листы. Валки горячие и удерживают пластмассу в полурасплавленном состоянии, позволяя раскатывать ее все тоньше и тоньше по мере того, как она проходит через валки, которые становятся все ближе и ближе вместе. Когда оно достигает требующейся толщины, ее прокатывают через холодные валки, делая ее прочнее, а затем скручивают ее в рулоны. Процесс каландрирования является хорошо известным процессом, используемым, например, для PVC.
Соответственно, способ получения пленки включает перемешивание зернистого устраняющего неприятный запах материала с материалом водорастворимой несущей матрицы в экструдере и посредством смешивания материалов в плавильной секции экструдера, в которой материал несущей матрицы вводят в расплавленное или полурасплавленное состояние. Затем материал экструдируют, например, через плоскую головку для формирования пленки. Пленка может иметь толщину, равную приблизительно 10-2000 мкм.
Устраняющий неприятный запах материал в виде пленки может быть обработан перед его сбором или скручиванием. Пленка может быть перфорирована или каландрована, чтобы сделать поверхность пленки неровной. Отверстия или неровности в пленке могут улучшать способность несущей матрицы растворяться в водных растворах, а также могут улучшать пригодность к обработке материала. Затем материал может быть скручен или разрезан на листы требуемого размера и использован как таковой. Также пленочный материал может быть «измельчен» или разрезан на маленькие куски или хлопья. Хлопья могут быть смешаны с другим материалом, например, распушенной целлюлозой, которая абсорбирует жидкости. Если пленка измельчена на маленькие куски, получается дополнительное преимущество, поскольку для формирования пленки могут использоваться также хрупкие полимеры, такие как полиэтиленоксид, поскольку отсутствует требование высокий прочности при растяжении. Предоставление устраняющего неприятный запах материала в виде пленочного материала имеет множество преимуществ. Пленку легко подготовить, она может быть обработана множеством способов, обеспечивая различные типы текстуры поверхности, пленку можно накапливать и транспортировать для дальнейшего получения итоговых изделий легким путем.
Согласно еще одному аспекту изобретения, устраняющий неприятный запах материал находится в виде волокнистого полотна. Устраняющий неприятный запах материал экструдируют для формирования волокнистого полотна. Образованным волокнистым полотном может быть вспученное волокнистое полотно, изготовленное по технологии спанбонд волокнистое полотно или кардочесанное волокнистое полотно, которые все являются обычными волокнистыми полотнами, хорошо известными в данной области. Вспученное волокнистое полотно получают в основном посредством плавления термопластичных материалов, а затем посредством использования высокоскоростного воздуха или другой соответствующей силы для ослабления нитей. Нити собирают на транспортер или снимающий экран для формирования тонкого волокнистого и самоприклеивающегося полотна. Кардочесанное волокнистое полотно в основном образуется после экструзии волокон в кардной ленте, которая выравнивает волокна в направлении машины, после чего полотно связывают. Изготовленное по технологии спанбонд полотно в основном получают посредством нанесения экструдированных, формованных нитей на собирающую ленту равномерным случайным образом с последующим связыванием волокон. У формы волокнистого полотна имеется множество преимуществ. Полученное волокнистое полотно может использоваться само по себе, или оно может быть частью многослойной структуры, содержащейся в итоговом изделии, например, в абсорбирующем изделии. Волокнистое полотно легко обрабатывать на дальнейших производственных стадиях, а также волокнистое полотно может стать интегрированной частью изделия.
Согласно дополнительному аспекту изобретения, устраняющий неприятный запах материал может быть в виде волокон, т.е. нитей или штапельных волокон, имеющих длину, равную приблизительно 1-40 мм, и линейную массовую плотность, равную 1,7 дтекс - 10000 дтекс. Предпочтительно волокнами являются штапельные волокна, которые имеют длину от 3 до 40 мм и линейную массовую плотность от 10 дтекс до 2000 дтекс. Однако, в зависимости от растворимости водорастворимого термопластичного материала в водном растворе, линейная массовая плотность волокон может варьировать. Чем тоньше волокно, т.е. чем ниже значение линейной массовой плотности, тем быстрее растворяются водорастворимые вещества в волокнах. Волокна формируются посредством экструзии. В способе изготовления волокна создают посредством продавливания вязкой жидкости, содержащей расплавленный термопластичный материал и зернистый устраняющий неприятный запах агент, через многоканальный мундштук для формирования нитей или волокон требуемой длины. Волокна охлаждают и собирают в тюки. Затем данные тюки могут использоваться при изготовлении, например, поглощающих изделий и развертывании в абсорбирующую сердцевину равномерным образом. Преимущество волокон состоит в том, что они могут быть смешаны с другими волокнами, используемыми в изделиях, например, в абсорбирующем изделии.
Абсорбирующее Изделие
Устраняющий неприятный запах материал может использоваться в абсорбирующем изделии. Абсорбирующее изделие может иметь следующую структуру. Начиная со стороны, наиболее близкой к владельцу, находится верхний лист, которым может быть, например, нетканый материал. Под верхним листом может находиться необязательный слой распределения жидкости, поглощающий слой. Под слоем распределения жидкости, или непосредственно под верхним листом (в случае если слой распределения жидкости не представлен) расположена абсорбирующая сердцевина. Например, абсорбирующей сердцевиной может быть связанная под давлением сердцевина, полученная аэродинамическим способом, содержащая сверхабсорбирующие полимеры. Под сердцевинной структурой, предоставлен защитный лист. Защитным листом может быть, например, пластмассовая пленка. Снаружи защитного листа могут быть предоставлены липкие или клейкие ленты, чтобы облегчить прикрепление абсорбирующего изделия в процессе использования. Затем расположена прокладочная бумага для защиты клейких лент. Также могут быть предоставлены краевое уплотнение, необязательные связывающие текстильные кромки, слой распределения жидкости и защитный лист на продольных кромках. Для уплотнения только верхнего слоя и защитного листа также может использоваться краевое уплотнение, которое посредством этого заключает другие слои, например, абсорбирующую сердцевину, между верхним слоем и защитным листом. Устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения может быть представлен внутри и поблизости от любого из слоев поглощающего изделия, или он может распространяться поверх любого слоя, или он может быть перемешан с волокнами абсорбирующей сердцевины. Примеры различных вариантов осуществления показаны на сопровождающих фиг. 1-9.
Абсорбирующее изделие может быть разделено на различные зоны, которые определены, например, в WO 2007067111. В общем, изделие может иметь (a) влажную зону, которая предназначена для хранения жидкости в процессе использования. Влажная зона содержит абсорбирующую структуру или абсорбирующую сердцевину. Изделие дополнительно имеет (b) сухую зону, которой предназначено оставаться по существу сухой в процессе использования. Сухая зона может быть образована наружными кромками, лентой, резинками, защитным листом, крыльями и необязательно наружными частями стоячих сборок, и (c) стыковочную зону, примыкающую к влажной зоне, которая образована частью (частями) верхнего листа, принимающего жидкость, необязательно внутренней частью стоячих сборок, необязательно поглощающим слоем и другими частями, примыкающими к влажной зоне и посредством этого время от времени оказывающимися влажными. Устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения может быть помещен в любой зоне поглощающего изделия. Предпочтительно устраняющий неприятный запах материал помещают таким образом, чтобы он входил в контакт с текучими средами, т.е. во влажной зоне и/или в стыковочной зоне.
Как упоминалось выше, зернистые устраняющие неприятный запах агенты могут быть гидрофобными. Гидрофобные частицы, только что добавленные в абсорбирующую сердцевину, могут ухудшать распределение жидкости, так как поверхности подобных частиц увлажняются с трудом. Данная проблема может быть уменьшена с помощью представленного изобретения, так как гидрофобные частицы окружены гидрофильным смачиваемым материалом матрицы подложки.
Как упоминалось выше, устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения может быть помещен в любом месте в абсорбирующем изделии. Однако, устраняющий неприятный запах материал предпочтительно помещают в изделии таким образом, чтобы он входил в контакт с жидкостью, например, мочой. Если устраняющий неприятный запах материал содержит матрицу подложки, которая имеет высокую растворимость в водной жидкости, устраняющий неприятный запах материал будет также растворяться, когда он входит в контакт с малым количеством жидкости, таких как пот тела.
Устраняющий неприятный запах материал также может быть заключен в абсорбирующей сердцевине. Абсорбирующая сердцевина может быть создана из одного или более слоев дефибрилированных целлюлозных волокон, например, целлюлозной распушенной массы. Сердцевина может содержать также другие материалы, такие как нетканый материал, вспененный материал или материал из синтетического волокна. Сердцевина также может содержать сверхабсорбирующий материал, такой как сверхабсорбирующий полимер (SAP), который может связывать текучую среду с массой в несколько раз больше сверхабсорбирующего материала и образует содержащий текучую среду гель. Сердцевина также может содержать другие составные элементы, таких как связующие вещества, стабилизирующие форму составные элементы и т.д.
Пульпа в абсорбирующей сердцевине может быть химически или физически обработана для того, чтобы изменить свойства абсорбции. Слои абсорбента могут иметь сдавленные области и/или могут быть сдавлены по всему слою (слоям). Также возможно заключить слой (слои) абсорбента в оболочку, например, из тканевого материала. В предшествующем уровне техники, тканевый материал широко использовали в абсорбирующей сердцевине или, например, в распределяющих слоях.
Абсорбирующая сердцевина может содержать более чем один слой, например, три подслоя. Подслои содержат главным образом пульпу. Устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения может содержаться в первом подслое, если смотреть со стороны сердцевины, обращенной к владельцу, во втором подслое и/или в третьем подслое. Однако, устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения предпочтительно расположен над или в первом подслое и поверх слоя, содержащего сверхабсорбирующий полимер, для того, чтобы можно было гарантировать, что достаточное количество жидкости входит в контакт с устраняющим неприятный запах материалом для того, чтобы растворилась несущая матрица. Устраняющий неприятный запах материал, заключенный в сердцевине, может быть в виде коротких штапельных волокон или хлопьев пленки. Куски пленки и/или волокна могут быть перемешаны с целлюлозной распушенной массой, используемой для материала сердцевины.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры различных вариантов осуществления согласно представленному изобретению дополнительно проиллюстрированы на сопровождающих чертежах, на которых:
Фиг. 1 схематично показывает слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде пленки.
Фиг. 2 схематично показывает слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде перфорированной пленки.
Фиг. 3 схематично показывает слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде пленочных хлопьев.
Фиг. 4 схематично показывает слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде волокон в сердцевине.
Фиг. 5 схематично показывает слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде волокон в поглощающем материале.
Фиг. 6 схематично показывает слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде нетканого полотна.
Фиг. 7 и Фиг. 8 схематично показывают слои поглощающего изделия, содержащего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения в виде перфорированного нетканого материала.
Фиг. 9 схематично показывает тестовое устройство, используемое в примере 7.
Фиг. 1 показывает пример слоев поглощающего изделия, в котором одним из слоев является устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения. Изделие содержит поверхность или верхний слой 1 из нетканого материала и слой 2 непроницаемого для жидкости защитного материала. Между верхним слоем 1 и защитным слоем 2, под верхним слоем 1 предоставлен слой 3a поглощающего материала для улучшения распределения жидкости в изделии. Под поглощающим слоем 3a и над абсорбирующей сердцевиной 5 предоставлен устраняющий неприятный запах материал в виде пленки 4 согласно представленному изобретению. Пленка 4 имеет гладкую поверхность и не перфорирована. Пленка 4 может входить в контакт с жидкостью, такой как моча, и таким образом, растворяется несущая матрица, и высвобождается зернистый устраняющий неприятный запах агент. Посредством этого может достигаться эффективное предупреждение появления нежелательного запаха, и может предотвращаться возникновение запахов.
Фиг. 2 показывает еще один вариант осуществления представленного изобретения, аналогичный варианту осуществления на Фиг. 1, но в котором слой 4a пленочного материала перфорирован. Также в данном слое могут быть представлены хлопья 4c пленки. Другими слоями изделия являются верхний слой 1 из нетканого материала, абсорбирующая сердцевина 5 и слой 2 защитного материала. Под верхним слоем 1 предоставлен слой 3b поглощающего материала.
Фиг. 3 показывает дополнительный вариант осуществления представленного изобретения, в котором предоставлены верхний слой 1 из нетканого материала и слой 2 защитного материала. Под верхним слоем 1 предоставлен слой 3c поглощающего материала. Хлопья 4c пленочного материала согласно представленному изобретению добавляют в абсорбирующую сердцевину 5 поглощающего изделия. В данном варианте осуществления также могут использоваться хрупкие материалы водорастворимой несущей матрицы.
Фиг. 4 показывает дополнительный вариант осуществления, в котором устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения предоставлен в виде волокон 6a. Также в данном варианте осуществления, предоставлены верхний слой 1 из нетканого материала и слой 2 защитного материала. Под верхним слоем 1 предоставлен слой 3d поглощающего материала. Волокна 6a устраняющего неприятный запах материала смешивают с волокнами абсорбирующей сердцевины 5. Таким образом устраняющий неприятный запах материал может добавляться в абсорбирующее изделие за одну стадию, посредством чего устраняющий неприятный запах материал представленного изобретения легко может использоваться в существующем процессе.
На фиг. 5 показан еще один вариант осуществления. Также, в данном варианте осуществления предоставлены верхний слой 1 из нетканого материала и слой 2 защитного материала. Под верхним слоем 1 предоставлен слой 3e поглощающего материала, с которым перемешан устраняющий неприятный запах материал в виде волокон 6b. Под поглощающим материалом 3e предоставлена абсорбирующая сердцевина 5.
На фиг. 6 показан вариант осуществления, в котором, как выше, предоставлены верхний слой 1 из нетканого материала и слой 2 защитного материала. Под верхним слоем 1 предоставлен устраняющий неприятный запах материал в виде нетканого материала 7a согласно представленному изобретению. Под нетканым материалом 7a предоставлена абсорбирующая сердцевина 5. Устраняющий неприятный запах материал предоставлен в виде нетканого материала, который может быть свернут в рулон, для легко использования в существующих процессах и легкого приспосабливания к происходящим в реальном времени производственным процессам.
На фиг. 7 и 8 предоставлен устраняющий неприятный запах материал в виде перфорированного нетканого полотна 7b согласно представленному изобретению. Как и выше в связи с вариантами осуществления, показанными на фиг. 1-6, предоставлены верхний слой 1 из нетканого материала и слой 2 защитного материала. На фиг. 7, под верхним слоем 1 предоставлен перфорированный нетканый материал. Под перфорированным нетканым материалом, предоставлена абсорбирующая сердцевина 5. На фиг. 8 под абсорбирующей сердцевиной и над слоем 2 защитного материала предоставлен дополнительный слой нетканого материала 7b. За счет предоставления перфорирования в нетканом полотне дополнительно улучшается растворимость в воде материала подложки.
ПРИМЕРЫ
В примерах ниже получали устраняющий неприятный запах материал согласно представленному изобретению. Молекулярная масса, выраженная в Дальтонах (Da), приблизительно соответствует молекулярной массе, выраженной в граммах на моль.
Пример 1
Получение устраняющего неприятный запах материала согласно представленному изобретению в виде уменьшающих запах хлопьев, содержащих 50% масс. активированного угля в полиэтиленоксиде с молекулярной массой, равной 100000 Да (Материал A).
5 г порошка активированного угля Norit SA2, поставленного Sigma-Aldrich, перемешивали в лабораторном стакане с 5 г порошка полиэтиленоксида с молекулярной массой, равной 100000 Да, также купленного у Sigma Aldrich. Для того чтобы расплавить полиэтиленоксид, лабораторный стакан помещали в печь при 130°C на время приблизительно в 1 час. В течение данного периода смесь перемешивали вручную с использованием ложки из нержавеющей стали. Затем смесь помещали между двумя тефлоновыми полотнами, и для сдавливания вручную материала с пленкой использовали предварительно нагретую стальную пластину и предварительно нагретый стальной цилиндр, оба с температурой, равной приблизительно 130°C. Это достигалось за счет помещения тефлоновых полотен на нагретую пластину и прокатывания цилиндра несколько раз поверх полотен до тех пор, пока материал между полотнами не выдавливался в пленку. Затем материал охлаждали до комнатной температуры, а затем тефлоновые полотна отделяли от полиэтиленоксидной пленки с частицами активированного угля. Затем пленку, которая имела приблизительную толщину, равную 1 мм, вручную раздирали в хлопья с приблизительной площадью, равной 3 мм × 3 мм.
Пример 2
Получение устраняющего неприятный запах материала согласно представленному изобретению в виде уменьшающих запах хлопьев, содержащих 50% масс. активированного угля в полиэтиленоксиде с молекулярной массой, равной 600000 Да (Материал B).
5 г порошка активированного угля Norit SA2 поставленного Sigma-Aldrich, перемешивали в лабораторном стакане с 5 г порошка полиэтиленоксида с молекулярной массой, равной 600000 Да, также купленного у Sigma Aldrich. Для того чтобы расплавить полиэтиленоксид, лабораторный стакан помещали в печь при 130°C на время приблизительно в 1 час. В течение данного периода смесь перемешивали вручную с использованием ложки из нержавеющей стали. Затем смесь помещали между двумя тефлоновыми полотнами, и для сдавливания вручную материала с пленкой использовали предварительно нагретую стальную пластину и предварительно нагретый стальной цилиндр, оба с температурой, равной приблизительно 130°C. Это достигалось за счет помещения тефлоновых полотен на нагретую пластину и прокатывания цилиндра несколько раз поверх полотен до тех пор, пока материал между полотнами не выдавливался в пленку. Затем материал охлаждали до комнатной температуры, а тефлоновые полотна затем отделяли от полиэтиленоксидной пленки с частицами активированного угля. Затем пленку, которая имела приблизительную толщину, равную 1 мм, вручную раздирали в хлопья с приблизительной площадью, равной 3 мм × 3 мм.
Пример 3
Получение устраняющего неприятный запах материала согласно представленному изобретению в виде уменьшающих запах хлопьев, содержащих 50% масс активированного угля в смеси сахарозы и глюкозы (Материал C).
3,86 г гранулированного сахара от компании Dansukker помещали в лабораторный стакан и добавляли 1,14 г дистилированной воды. Смесь медленно нагревали на нагревающей плите до тех пор, пока весь сахар не расплавлялся. Затем добавляли 1,14 г глюкозы с торговым названием Dextropur, купленной в местном продовольственном магазине, и увеличивали температуру нагревающей плиты. Когда температура сахара достигала приблизительно 152°C, в расплавленный сахар вручную подмешивали 5 г порошка активированного угля Norit SA2 поставленного Sigma-Aldrich, с помощью ложки из нержавеющей стали. Затем смесь помещали между двумя тефлоновыми полотнами и держали в печи приблизительно при 150°C в течение приблизительно 5 минут. Затем тефлоновые полотна со смесью расплавленного сахара и активированного угля помещали на предварительно нагретую стальную пластину с температурой, равной 150°C. Для сжимания вручную материала с пленкой использовали предварительно нагретый стальной цилиндр с температурой, равной приблизительно 150°C. Это достигалось посредством прокатывания цилиндра несколько раз поверх полотен до тех пор, пока материал между полотнами не выдавливался в пленку. Затем материал охлаждали до комнатной температуры, а затем тефлоновые полотна отделяли от сахарной пленки с частицами активированного угля. Затем пленку, которая имела приблизительную толщину, равную 1 мм, вручную раздирали в хлопья с приблизительной площадью, равной 3 мм × 3 мм.
Пример 4
Получение устраняющего неприятный запах материала согласно представленному изобретению в виде уменьшающих запах хлопьев, содержащих 50% масс активированного угля в термопластичном крахмале (Материал D).
В лабораторный стакан добавляли 2,14 г крахмала, Solcoat 55 от Solam AD, 2,14 г мочевины, Sigma Aldrich, и 0,72 г сорбитола, Sigma Aldrich. В данную смесь добавляли 5 г дистилированной воды и 5 г порошка активированного угля Norit SA2 поставленного Sigma-Aldrich. После тщательного перемешивания лабораторный стакан помещали в печь с температурой 150°C. При данной температуре сперва испаряется вода, а затем мочевина вступает в реакцию с крахмалом с образованием карбамата крахмала. Данный модифицированный крахмал, пластифицированный сорбитолом, обладает термопластичными свойствами. Затем смесь помещали между двумя тефлоновыми полотнами, и для сдавливания вручную материала с пленкой использовали предварительно нагретую стальную пластину и предварительно нагретый стальной цилиндр, оба с температурой, равной приблизительно 130°C. Это достигалось за счет помещения тефлоновых полотен на нагретую пластину и прокатывания цилиндра несколько раз поверх полотен до тех пор, пока материал между полотнами не выдавливался в пленку. Затем материал охлаждали до комнатной температуры, а затем тефлоновые полотна отделяли от термопластичной крахмальной пленки с частицами активированного угля. Затем пленку, которая имела приблизительную толщину, равную 1 мм, вручную раздирали в хлопья с приблизительной площадью, равной 3 мм × 3 мм.
Сравнительный Пример 5
Сравнительный пример материала, не включенного в изобретение. Получение хлопьев, содержащих 50% активированного угля в стирол-акрилатовом сополимере (Материал E).
5 г порошка активированного угля Norit SA2 поставленного Sigma-Aldrich, перемешивали в лабораторном стакане с 10 г стирол-акрилатовой латексной дисперсии с торговым названием Mowilith TA2250S от компании Celanese. Латексная дисперсия имела содержание стирол-акрилатового сополимера, составляющее 50% в воде. После тщательного перемешивания лабораторный стакан помещали в печь с температурой, равной 150°C в течение приблизительно 3 ч для того, чтобы выпарить воду. Затем смесь активированного угля в стирол-акрилатовом сополимере помещали между двумя тефлоновыми полотнами и сдавливали в пленку с помощью пресса с нагретыми пластинами. Использовали температуру пластины, равную 150°C, и на материал в течение приблизительно 1 минуты оказывали механическую нагрузку, равную 400 кН. Затем материал охлаждали до комнатной температуры, а затем тефлоновые полотна отделяли от стирол-акрилатовой сополимерной пленки с частицами активированного угля. Затем пленку, которая имела приблизительную толщину, равную 1 мм, вручную раздирали в хлопья с приблизительной площадью, равной 3 мм × 3 мм.
Пример 6
Растворение полимерной матрицы подложки
Данный тест проводили для исследования, сколько несущей матрицы растворялось за одну минуту в умеренно солевом растворе.
Материалы:
Солевой раствор, температура 35-37°C
Устройство Vortex IK MS2, скорость 1500 об/мин
Пробирка 15 мл
2
Фильтровальная бумага, 2 слоя, Tork 23 г/м
Воронка
Полимерная несущая матрица, толщина 300-2000 мкм, с 50% масс. активированного угля
Prov A Полимер полиэтиленоксида 100000 Да
Prov B Полимер полиэтиленоксида 600000 Да
Prov C Смесь сахарозы и глюкозы
Prov D Термопластичный крахмал
Prov E Стирол-акрилатовый сополимер
В пробирку добавляли 0,02 г полимерной несущей матрицы с активированным углем. Каждого материала было по 1-3 куска. Три мл умеренно солевого раствора наливали в пробирку, которую немедленно помещали на Vortex. Спустя 1 минуту содержимое пробирки фильтровали. После фильтрации фильтровальную бумагу складывали и проводили визуальную оценку в отношении доли материала, который растворился и/или размяк и распределился на фильтровальной бумаге.
Таблица 1
Полимерная несущая матрица
Растворение %
Prov A
>90
Prov B
>90
Prov C
100
Prov D
100
Prov E
0
Пример 7
Получение уменьшающей запах нити, содержащей 50% масс. активированного угля в полиэтиленоксиде с молекулярной массой, равной 600000 Да.
10 г порошка активированного угля Norit SA2 поставленного Sigma-Aldrich, перемешивали в лабораторном стакане с 10 г порошка полиэтиленоксида с молекулярной массой, равной 600000 Да, также купленной у Sigma Aldrich. Для того чтобы расплавить полиэтиленоксид, лабораторный стакан помещали в печь при 130°C на время приблизительно в 1 час. В течение данного периода смесь перемешивали вручную с использованием ложки из нержавеющей стали. Затем смесь переносили в лабораторное устройство, см. Фиг. 10, для экструзии нитей. Данное устройство состояло из пробирки 10 из нержавеющей стали с внутренним диаметром d, равным 18 мм, и длиной, равной приблизительно 150 мм. К одному из концов пробирки была прикреплена форсунка с одним отверстием 11 с диаметром 0,8 мм. В пробирку вставляли поршень 12 с хорошей пригонкой. Затем экструзионное устройство держали в печи с температурой 150°C в течение приблизительно 1 часа. После нагревания, с помощью рабочего пресса посредством вдавливания поршня в пробирку получали нити. Таким образом, через форсунку экструдировали нить горячего полиэтиленоксида с частицами активированного угля. Нить быстро отвердевала посредством уменьшения температуры, достигаемого за счет эффекта охлаждения окружающего воздуха. Измеряли длину и массу нити, и определяли ее среднюю массу волокна (линейную массовую плотность) до приблизительно 9000 дтекс.
Пример 8
Измерение уменьшения запаха
Хлопья, приготовленные согласно примерам 1-4, добавляли в распушенную целлюлозу, и способность данной смеси уменьшать запахи определяли с помощью следующего способа.
Образец помещали в 60 мл флакон, после чего добавляли 3,9 мл 0,01 M забуференного фосфатом солевого раствора pH 7,4 от Sigma. Затем 0,1 мл PEG300 с DMS (диметилсульфидом), DMDS (диметилдисульфидом) и IVA (изовалериановым альдегидом) добавляли таким образом, чтобы общее количество всех трех ароматических веществ составляло 1000 нг/мл каждого вещества.
Спустя 3 часа при 35°C волокно SPME (Supeico), 75 мкм Carboxen-PDMS впрыскивали в свободное пространство над образцом и спустя дополнительные 0,5 часа волокно SPME анализировали посредством газовой хроматографии (GC), Thermo Finnigan Trace, с помощью МС-детектора. Площадь пика каждого ароматического вещества определяли для образцов с обработанной массой и необработанной контрольной массой. Настройки GC составляли:
Температурная программа для GC: 30°C (7 мин); 3°C/мин -70°C (0 мин), 40°C/мин-250°C (7 мин).
Колонка: ZB-624 (Zebron), 30 м, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 1,40 мкм
Входная температура: 250°C.
Переходная линия: 220°C.
Режим; Без разделения
МС: SIM (одноионный мониторинг). Когда анализировали DMS, IVA и DMDS, были выявлены следующие массовые числа: 45, 46, 47, 57, 58, 61, 62, 79, 86 и 94.
Уменьшение запаха рассчитывают для каждого ароматического вещества из уравнения [1]:
1
0
Уменьшение запаха = (1-A/A)×100 %,
1
где A = Площадь пика фактического образца
0
A= площадь пика для образца с чистой распушенной целлюлозой
Для измерения уменьшения запаха согласно описанному выше способу, распушенную целлюлозу получали посредством сухой дефибрилляции валиковой распушенной целлюлозы, а именно IP RW Сверхмягкой распушенной целлюлозы, производимой компанией International Paper. Затем получали образцы, содержащие 1 г данной распушенной целлюлозы, и определяли их способность уменьшения запаха. В качестве сравнительного образца 1 г распушенной целлюлозы перемешивали с 0,3 г порошка активированного угля Noril SA2 поставленного Sigma-Aldrich. Образцы 3-6 получали посредством перемешивания 1 г распушенной целлюлозы с хлопьями согласно изобретению. Так как данные хлопья имели содержание активированного угля, равное 50% масс., в каждый образец добавляли 0,6 г. Это означает, что образцы 2-6 все содержали 0,3 г активированного угля. Все полученные образцы описаны в таблице 2.
Таблица 2
Образец №
Содержание
1
1 г распушенной целлюлозы
2
1 г распушенной целлюлозы +0,3 г активированного угля
3
1 г распушенной целлюлозы +0,6 г хлопьев из примера 1
4
1 г распушенной целлюлозы +0,6 г хлопьев из примера 2
5
1 г распушенной целлюлозы +0,6 г хлопьев из примера 3
6
1 г распушенной целлюлозы +0,6 г хлопьев из примера 4
Способность уменьшения запаха образцов, описанную в таблице 2, определяли посредством анализа концентрации трех соответствующих ароматических веществ, диметилсульфида, диметилдисульфида и изовалерианового альдегида, в газовой фазе над образцами после впрыскивания тестового раствора, содержащего данные соединения во флаконы с различными образцами. Уменьшение запаха рассчитывают посредством сравнения площади пика фактического образца с площадью пика образца 1 согласно уравнению [1]. Результаты данного исследования показаны в таблицах 3-5.
Таблица 3Относительная площадь пика из анализа GC и рассчитанное уменьшение диметилсульфида
Образец №
Относительная площадь пика
Рассчитанное уменьшение запаха
1
1
0
2
0,059
94,1
3
0,087
91,3
4
0,056
94,4
5
0,047
95,3
6
0,014
98,6
Таблица 4Относительная площадь пика из анализа GC и рассчитанное уменьшение диметилдисульфида
Образец №
Относительная площадь пика
Рассчитанное уменьшение запаха
1
1
0
2
0,001
99,9
3
0,008
99,2
4
0,004
99,6
5
0,002
99,8
6
0,001
99,9
Таблица 5Относительная площадь пика из анализа GC и рассчитанное уменьшение изовалерианового альдегида
Образец №
Относительная площадь пика
Рассчитанное уменьшение запаха
1
1
0
2
0,007
99,3
3
0,023
97,7
4
0,010
99,0
5
0,005
99,5
6
0,002
99,8
Как можно видеть в таблицах 3-5, уменьшение запаха является высоким как для образца 2, который содержит 0,3 г активированного угля, так и для образцов 3-6, каждый из которых содержит такое же количество активированного угля в устраняющих неприятный запах материалов согласно изобретению. Примеры показывают, что можно избежать использования мелкого порошка без отрицательного влияния на уменьшение запаха.
Различные аспекты и варианты осуществления изобретения конечно могут быть модифицированы в пределах объема правовых притязаний изобретения. Для того чтобы дополнительно проиллюстрировать изобретение, предоставлены следующие примеры, которые однако не должны интерпретироваться как сужение предполагаемого объема защиты, который определен приложенной формулой изобретения.