ВЛАЖНАЯ САЛФЕТКА С ДЕЗОДОРИРУЮЩИМ ВЕЩЕСТВОМ
DEODORISING WET WIPES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к влажной салфетке, включающей материал-основу, к которому была добавлена композиция, приспособленная к выполнению одной или более следующих задач: очистка, уход за кожей, дезодорация, антибактериальный эффект и т.п.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дезодорация стала важным фактором личной гигиены, особенно в урогенитальной области тела для лиц, использующих впитывающие прокладки типа защитных приспособлений при недержании, гигиенических салфеток/подушечек, памперсов и т.п. Неприятные или зловонные запахи появляются, например, в результате накоплений бактерий. Эти неприятные запахи могут быть стесняющими для пользователей впитывающих прокладок. Следовательно, важно уменьшать или предупреждать развитие неприятных запахов во впитывающих прокладках, но также иметь возможность для очистки урогенитальной области от веществ с неприятным запахом и/или предупреждать появление неприятного запаха.
Примерами дурно пахнущих веществ, которые могут появляться в урогенитальной области тела у лиц, использующих впитывающие прокладки, являются соединения серы, альдегиды, индолы, амины и т.д.
Для предупреждения или уменьшения таких запахов, появляющихся во впитывающих прокладках, применяют разные способы. Эти способы основаны: 1) на маскировке неприятных запахов, 2) на химической реакции с кислотной/щелочной системой, например, по типу нейтрализации, 3) на адсорбции/абсорбции плохо пахнущих веществ, включая создание поверхностей, которые проявляют особую аффинность к плохо пахнущим веществам, или больших специфических поверхностей/полостей, которые способны связывать такие дурно пахнущие вещества, таким образом, предупреждая их от сохранения в газообразном состоянии, или 4) на применении ингибиторов бактерий, уменьшающих/подавляющих рост бактерий и выделение связанных с ними дурно пахнущих веществ, которое прямо пропорционально количеству бактерий.
Для того чтобы замаскировать неприятные/дурные запахи, применяют, например, парфюмерные или душистые составы. Маскирующие составы не устраняют неприятные запахи, и их необходимо добавлять в нужном количестве, чтобы быть уверенным в том, что неприятный запах не будет распространяться, а запах самой парфюмерной отдушки не будет слишком интенсивным. Для адсорбции дурно пахнущих веществ применяют, например, цеолиты, двуокись кремния, глину, активированный уголь и/или циклодекстрин. Однако некоторые из этих агентов чувствительны к влажности, которая снижает их эффективность. Для нейтрализации запахов применяют бикарбонат натрия, лимонную кислоту и/или суперабсорбентные материалы с низким pH. Бактерии могут порождать вещества с неприятным запахом, и для сдерживания роста бактерий можно применять уксуснокислую медь, суперабсорбентный материал с ионами серебра и/или кислотный суперабсорбентный материал. Вышеупомянутые вещества, подавляющие неприятный запах, эффективны против запахов разного происхождения и действуют на основе разных механизмов.
Многие одоранты (вещества, источающие неприятный запах) гидрофобны, и источаемые ими запахи адсорбируются и/или абсорбируются гидрофобными веществами, подавляющими запах. Гидрофобные зловонные вещества включают, например, некоторые органические кислоты, соединения серы, альдегиды, индол, некоторые амины и т.д., которые часто встречаются в связи с применением впитывающих прокладок.
Ранее раскрытые вещества, способные подавлять запах, страдают тем недостатком, что, среди всего прочего, они с трудом равномерно распределяются по всему материалу-основе, например, по трикотажному полотну. Это можно объяснить тем фактом, что ранее раскрытые материалы, способные подавлять запах, часто состоят из твердых частиц, которые нельзя непрерывно распределять по внутренней и наружной поверхности продукта, в результате чего снижается степень покрытия. Таким образом, возможность эффективного захвата нежелательных запахов уменьшается.
Патентный документ US 6479150 описывает слоистый материал из термопластических волокон с гидрофобным веществом, подавляющим запах, который модифицирован поверхностно-активным веществом для придания слоям способности смачиваться. Веществом, способным подавлять неприятный запах, является, например, ароматическое вещество, маскирующее неприятный запах.
Патентный документ GB 1282889 раскрывает дезодорирующую композицию, включающую, по меньшей мере, одну кальциевую, алюминиевую, магниевую или цинковую соль ненасыщенной алифатической оксикарбоновой кислоты, имеющей, по меньшей мере, 17 атомов углерода. Далее говорится о том, что эти соли металлов можно комбинировать с насыщенными алифатическими оксикарбоновыми кислотами и ненасыщенными алифатическими оксикарбоновыми кислотами. Насыщенные оксикарбоновые кислоты либо могут быть естественно насыщенными, либо могут быть получены из продуктов окисления ненасыщенных жирных кислот, таких как олеиновая кислота, рицинолеиновая кислота, линолевая кислота и линоленовая кислота. Эти ненасыщенные жирные кислоты при умеренном окислении ведут к соответствующим чистым оксикарбоновым кислотам. Чистые оксикарбоновые кислоты имеют очень низкую окислительную способность в отношении других веществ и пероксидное число, близкое к 0 мэкв/кг.
Еще одним важным фактором личной гигиены, применительно не только к урогенитальной области, но и к гигиене рук, является подавление бактерий. Поддержание хорошей гигиены рук во избежание распространения бактерий особенно важно в ресторанах, на кухнях, в учреждениях медицинской помощи, в школах, в детских садах и т.д. Для лиц, нуждающихся в частом мытье рук, также весьма важен аспект ухода за кожей.
Сохраняется потребность в разработке влажной салфетки, особенно для личной гигиены, например, урогенитальной области тела у лиц, использующих впитывающие прокладки, для протирки рук, протирки стоп и т.д., чтобы при этом указанная влажная салфетка удовлетворяла одно или более следующих требований: очистка, уход за кожей, подавление запаха, антибактериальный эффект и т.д. Влажную салфетку также можно использовать для очистки поверхностей, если желательно обеспечить подавление запаха и/или подавление бактерий.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении вышеуказанная проблема решается посредством влажной салфетки, содержащей композицию, которая включает, по меньшей мере, один окисленный липид, имеющий пероксидное число, по меньшей мере, 20 мэкв/кг (по результатам измерения официальным методом AOCS Cd 8-53). Неожиданно было обнаружено, что липиды с пероксидным числом, по меньшей мере, 20 мэкв/кг демонстрируют лучшую способность подавлять запахи, чем липиды с очень низким пероксидным числом.
Предпочтительно, чтобы окисленные липиды имели пероксидное число при измерении официальным методом AOCS Cd 8-53, равное, по меньшей мере, 30 или, более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мэкв/кг.
В дальнейшем аспекте изобретения к указанной влажной салфетке добавляют, по меньшей мере, 0,01 г/г окисленных липидов в расчете на общий вес салфетки.
В дальнейшем аспекте изобретения к влажной салфетке добавляют от 0,01 до 15 г/г, предпочтительно, от 0,1 до 8 г/г, более предпочтительно, от 0,2 до 4 г/г и, наиболее предпочтительно, от 0,3 до 3 г/г окисленных липидов в расчете на общий вес салфетки.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения липиды представляют собой жирные кислоты или их производные. В дальнейшем варианте осуществления изобретения производные жирных кислот представляют собой эфиры жирных кислот, особенно триглицериды.
В соответствии с дальнейшим вариантом осуществления изобретения, по меньшей мере, часть указанных жирных кислот и/или производных жирных кислот являются ненасыщенными.
В одном из вариантов осуществления изобретения указанные окисленные липиды окислены посредством обработки озоном.
В одном из аспектов изобретения материал-основа выбран из: трикотажного полотна, губчатого, сетчатого или пленочного материала.
В дальнейшем аспекте изобретения влажная салфетка представляет собой салфетку для личной гигиены, такую как салфетка для ухода за ребенком, для женской гигиены, для ухода при недержании, для ухода за руками, для ухода за стопами и т.п.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Термин "влажная салфетка" означает любое приспособление для протирки, в особенности, приспособление, предназначенное для протирки кожи с точки зрения личной гигиены. Изобретение, главным образом, относится к салфеткам одноразового применения, то есть к салфеткам, которые не предназначены для стирки или иного восстановления и повторного применения впитывающей прокладки после ее первого употребления. Примеры салфеток одноразового применения включают маленькие салфетки из махровой ткани, лоскутки, туалетные салфетки, одноразовые носовые платки, влажные салфетки и т.п.
Термин "материал-основа" означает любой материал, приспособленный для протирки поверхности. Подходящими материалами-основами являются пористые материалы, способные удерживать окисленный липид в своей структуре, а также способные абсорбировать вещества, которые надо удалить с кожи. Примерами подходящих пористых материалов являются трикотажные полотна, изготовленные из натурального или синтетического волокна либо из их комбинаций. Примеры волокон включают целлюлозу, искусственное целлюлозное волокно (вискозу, искусственный шелк, лиоцелл и т.п.), хлопок, бамбук, полиэстер, полиолефиновые волокна и их смеси. Другие типы пористых материалов-основ в салфетках представлены губками, сетками и т.п.
Термин "липид" означает все жирорастворимые (липофильные) вещества, встречающиеся в природе, такие как жиры, масла, воски, холестерин, стероиды, моноглицериды, диглицериды, триглицериды, фосфолипиды и другие.
Под определением "окисленные липиды" следует понимать, что липиды подвергались процессу окисления, в ходе которого в молекулярную структуру липида включался кислород. Окислительным агентом является любой агент, который приводит к окислению структуры липида, например, газообразный кислород, озон или пероксиды. Липиды окисляют в контролируемых условиях, а это означает, что субстрат, т.е. липид, окисляется до такой степени, при которой дальнейшее окисление, обусловленное самоокислением в результате контакта с воздухом, предупреждается. Липиды окисляют так, чтобы они имели пероксидное число при измерении официальным методом AOCS Cd 8-53, по меньшей мере, 20 мэкв/кг.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с изобретением было показано, что окисленные липиды весьма эффективны в уменьшении количества некоторых источающих неприятные запахи веществ, которые часто встречаются во впитывающих прокладках и в урогенитальной области тела пользователей таких прокладок. Природные липиды животного или растительного происхождения очень часто представляют собой смеси моно-, ди- и триглицеридов и свободных жирных кислот. Липиды могут быть очищены, гидратированы, рафинированы, модифицированы, и их можно использовать по отдельности или в разных смесях. Примеры подходящих липидов животного происхождения можно найти в пчелином воске, жире страуса эму, молочных жирах, ланолине, масле из акульей печени, смальце, китовом жире, жире из коровьего масла и сале. Примеры подходящих липидов растительного происхождения можно найти в персиковом масле, арахисовом масле, масле/воске авокадо, масле из семян черной смородины, масле из семян бораго, масле бразильского ореха, касторовом масле, масле какао, кокосовом масле, кукурузном масле, хлопковом масле, масле из семян шиповника, масле энотеры, виноградном масле, льняном масле, масле из манговых косточек, розовом масле, оливковом масле, апельсиновом воске, пальмовом масле, рисовом воске, кунжутном масле, масле ши (из семян масляного дерева), соевом масле, подсолнечном масле, масле земляного ореха, кунжутном масле, сафлоровом масле, табачном масле, маковом масле, чайном масле, капковом масле, масле из рисовых отрубей, масле сорго, масле крамбе, масле олифы, перилловом масле, конопляном масле, тунговом масле, ойтиковом масле, косточковом пальмовом масле, масле из сладкого миндаля и масле из ростков пшеницы. Дополнительными примерами липидов являются масла, застывающие при низкой температуре, которые представляют собой сложные эфиры моноспиртов, например, масло жожоба, фосфолипиды и т.д.
Триглицериды часто встречаются во многих натуральных жирах и маслах, таких как рапсовое масло, оливковое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, кокосовое жидкое и полутвердое масло, пальмовое масло, масло какао и т.д. Большинство триглицеридов природного происхождения содержат смесь насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, хотя пропорция насыщенных и ненасыщенных жирных кислот между разными маслами варьируется. Эта пропорция обычно дается в виде отношения: ненасыщенные/насыщенные. Ненасыщенные жирные кислоты могут быть или мононенасыщенными, или полиненасыщенными. Наиболее часто встречающимися в триглицеридах жирными кислотами являются пальмитиновая кислота, насыщенная жирная кислота, олеиновая кислота, мононенасыщенная жирная кислота, линолевая и линоленовая кислоты, которые представляют собой полиненасыщенные жирные кислоты.
Состав некоторых натуральных масел приведен ниже в таблице 1, которая заимствована из ссылки Bailey's Industrial Oil and Fat products, vol.1, editor: Daniel Swern, John Wiley & Sons Inc., New York,1979.
Таблица 1
Растительное масло
Насыщенные жирные кислоты (весовой %)
Ненасыщенные жирные кислоты (весовой %)
Оливковое масло
9,3-18,8
81,1-89,0
Подсолнечное масло
8,7-14,2
85-91
Рапсовое масло
6,2-9,5
90,5-93,8
Кукурузное масло
12-18
82-88
Масло какао
59,8
40,2
Такие масла и жиры обычно содержат антиоксиданты, либо имеющие природное происхождение, либо добавленные поставщиком, благодаря чему самоокисление, обусловленное контактом с воздухом, в значительной мере предупреждается или замедляется.
Липиды, применяемые в настоящем изобретении, окислены посредством окисляющего агента. Примерами полезных окисляющих агентов являются: озон, перекиси, газообразный кислород, перкислоты и двуокись азота. Для липидов, содержащих антиоксиданты, требуются более мощные окисляющие агенты типа озона и перекисей, но для липидов без сколь-либо существенного количества антиоксидантов может быть достаточен контакт с кислородом или воздухом, т.е. вполне возможно их самоокисление в течение длительного периода времени.
Реактивность различных липидов зависит от количества двойных связей, т.е. от степени ненасыщенности. Насыщенные липиды окисляются очень медленно, тогда как липиды с высокой степенью ненасыщенности окисляются более быстро. Относительные степени самоокисления при температуре 100°C для некоторых жирных кислот (не обработанных антиоксидантами) можно увидеть ниже в таблице 2, которая заимствована из той же ссылки.
Таблица 2
Жирная кислота
Химическая формула
Относительная степень окисления
Стеариновая кислота
C<sub>17</sub>H<sub>35</sub>COOH
0,6
Олеиновая кислота
C<sub>17</sub>H<sub>33</sub>COOH
6
Линолевая кислота
C<sub>17</sub>H<sub>31</sub>COOH
64
Линоленовая кислота
c<sub>17</sub>H<sub>29</sub>COOH
100
Предпочтительно, чтобы окисление проводилось в контролируемых условиях для возможно большего предупреждения самоокисления после процесса окисления. Предпочтительно, чтобы окисленные липиды имели пероксидное число при измерении официальным методом AOCS Cd 8-53, равное, по меньшей мере, 20, более предпочтительно, по меньшей мере, 30 и, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 40 мэкв/кг.
Липиды могут быть окислены любым подходящим способом и любым подходящим окисляющим агентом, например, озоном, смесями озон/воздух или озон/кислород.
В процессе окисления может образовываться серия перекисных продуктов, таких как гидропероксиды, озониды, дипероксиды, пероксиды и полипероксиды. Также могут образовываться некоторые побочные продукты, например, кетоны и альдегиды, которые менее желательны. Эти побочные продукты можно удалить, отмывая липиды растворителем после процесса окисления. В альтернативном варианте нежелательные летучие вещества можно удалить посредством испарения, например, в вакууме.
В соответствии с изобретением было показано, что волокна, обработанные окисленными липидами, особенно озонированными триглицеридами, обладают выраженной способностью уменьшать выделение нежелательных пахучих соединений, которые часто встречаются в урогенитальной области тела у лиц, пользующихся впитывающими прокладками. Примерами таких пахучих соединений являются диметилсульфид (DMS), диметилдисульфид (DMDS) и изовалериановый альдегид (IVA).
Количество добавляемых окисленных липидов может варьироваться в зависимости от целевого назначения. Например, применительно к личной гигиене повышенное количество окисленных липидов можно использовать в урогенитальной области, где преимуществом является задержка липидов на коже, в то время как при протирке рук желательно, чтобы на коже задерживалось лишь небольшое количество липидов.
Влажная салфетка может содержать от 0,01 до 15 г/г, предпочтительно, от 0,1 до 8 г/г, более предпочтительно, от 0,2 до 4 г/г и, наиболее предпочтительно, от 0,3 до 3 г/г добавленных окисленных липидов в расчете на общий вес салфетки. Количество может варьироваться в зависимости от целевого назначения.
При использовании влажных салфеток предпочтительно, чтобы композиция, содержащая окисленные липиды, переносилась и доставлялась на кожу, то есть служила средством обработки кожи, особенно для подавления запаха и/или подавления бактерий.
Окисленные липиды можно равномерно распределить по всей салфетке. В альтернативном варианте окисленные липиды можно сосредоточить в некоторых участках салфетки, особенно на ее поверхности, чтобы они могли легко отделяться от салфетки и переноситься на кожу.
Композиция, которой пропитывают салфетки по настоящему изобретению, в дополнение к окисленным липидам может содержать один или более следующих компонентов: агент, регулирующий вязкость, носитель окисленного липида или агент, улучшающий прилипание композиции к коже. Примеры агентов, регулирующих вязкость, включают полиэтиленгликоль (PEG) и глицерин. В качестве агентов, улучшающих прилипание к коже, можно использовать четвертичные тенсиды (поверхностно-активные вещества). Другими компонентами, которые могут входить в состав композиции, являются чистящие агенты, средства по уходу за кожей, антибактериальные агенты, ароматизаторы и т.д.
Присутствие в салфетках окисленных липидов также может подавлять рост/активность бактерий, которые в свою очередь вырабатывают вещества, способные усиливать дурной запах. Подавление роста/активности нежелательных бактерий также важно по гигиеническим соображениям как применительно к урогенитальной области, так и к протирке рук. Частая протирка рук нужна, например, в ресторанах, на кухнях, в учреждениях медицинской помощи, в школах, в детских садах, на промышленных предприятиях, в мастерских и т.д. Помимо эффектов, связанных с подавлением запаха и подавлением бактерий, окисленные липиды также могут служить средством ухода за кожей.
К салфетке также можно добавлять другие вещества, подавляющие запах, например, хитозан, вещества для контроля запаха на основе крахмала и эфиры. Эфиры можно выбирать из циклических эфиров или из изометилацетата, изометилпропионата, изометилизобутирата, изометилкротоната и изометилбутирата.
Липиды можно окислять или перед добавлением, или после добавления к волокнам. В то же время озон может действовать как отбеливатель целлюлозы в том случае, если в салфетке представлены волокна целлюлозы.
Материал-основа, применяемый в салфетке, следует выбирать так, чтобы он мог удерживать окисленные липиды в своей пористой структуре и высвобождать их на кожу при использовании салфетки. Также предпочтительно, чтобы он мог впитывать вещества, которые удаляются с кожи при протирке. Примерами подходящих материалов-основ являются волокнистые материалы, такие как косметическая бумага, ткань, произведенная путем суховоздушного формования, и различные типы нетканых материалов. Примерами нетканых материалов являются холсты с гидравлическим переплетением волокон, спанбонд, холст, полученный аэродинамическим способом из расплава, материал, изготовленный из коротких полимерных волокон путем вычесывания и последующего скрепления нагретыми вальцами и т.д. Другими примерами материалов-основ являются вспененные материалы, сетки, пленки и т.д. В случае применения пленок окисленные липиды можно наносить между слоями пленки и открывать при отделении слоев пленки друг от друга и/или вводить их в сформированные в пленке впадины.
Структура материала-основы важна для его функции, связанной с удержанием жидких веществ. Материалом, который особенно пригоден в этом отношении, является холст с гидравлическим переплетением волокон.
Волокнами, которые полезны для применения в волокнистых материалах-основах, являются волокна целлюлозы, волокна хлопка, волокна бамбука и другие натуральные волокна, искусственные целлюлозные волокна, такие как вискоза, лиоцелл, полиолефиновые волокна типа полиэтилена, полипропилена, полиэстера и их смесей.
Подходящая волокнистая композиция для так называемой влажной салфетки может представлять собой смесь волокон вискозы и полиэстера, например, 70% весовых вискозы и 30% весовых полиэстера.
Обычная волокнистая композиция для другого типа салфеток представляет собой смесь волокон целлюлозы и полипропилена.
2
2
Подходящий вес основы для салфеток личной гигиены составляет от 30 до 70 г/м, предпочтительно, от 40 до 50 г/м.
Размер салфеток может варьироваться в зависимости от целевого назначения и от степени загрязнения очищаемой поверхности. Примеры подходящих размеров салфеток: 10×15 см, 12×20 см и 16×18 см.
Композицию, включающую окисленные липиды, можно наносить на материал-основу посредством опрыскивания, грунтования и импрегнации.
ПРИМЕРЫ
Озонирование масла/жира
Эксперимент 1
3
Озон вырабатывали в озоновом генераторе Argenotox type GL, Hamburg, работающем под напряжением 150V с входным потоком кислорода 63 л/час. 200 г каждого испытуемого масла/жира обрабатывали в течение 2 часов потоком озона/кислорода 0,061 г/мин. Концентрация озона в добавленном газе составляла 58 г/м.
В соответствии с таблицей 8 для более сильно озонируемого подсолнечного масла, имеющего пероксидное число 276,9 мэкв/кг, озон барботировали через 50 г масла в течение 5,5 часов.
Газ барботировали через масло, находящееся в вентилируемом сосуде. В этом сосуде использовали магнитную мешалку. Твердые жиры осторожно нагревали чуть выше температуры плавления, после чего барботировали газ через жидкие жиры. Протестированные масла/жиры перечислены ниже в таблице 3.
Таблица 3
Насыщенное(%)
Одноненасыщенное(%)
Полиненасыщенное(%)
Соотношение ненасыщенное/насыщенное
Подсолнечное масло
11
28
56
7,64
Оливковое масло
18
70
12
4,56
Рапсовое масло
7
62
31
13,29
Кукурузное масло
12
28
55
6,92
Масло какао
61
36
3
0,64
Степень окисления проверяли, определяя пероксидное число в соответствии с официальным методом тестирования AOCS 8-53 Surplus 2003. Определяли пероксидное число как для исходных масел/жиров, так и для озонированных масел/жиров. Результаты представлены ниже в таблице 4.
Таблица 4
Масло
Перекисное число (мэкв/кг)
Рапсовое масло
3,82
Озонированное рапсовое масло
42,09
Кукурузное масло
4,21
Озонированное кукурузное масло
60,04
Оливковое масло
7,99
Озонированное оливковое масло
61,41
Подсолнечное масло
7,10
Озонированное подсолнечное масло
65,49
Масло какао
3,32
Озонированное масло какао
69,51
Обработка целлюлозы маслами/жирами
Листки сульфатной целлюлозы производства Weyerhaeuser Inc. с обозначением NB416 импрегнировали раствором испытуемого масла/жира в гексане. К листку целлюлозы весом 10 г добавляли раствор 4,29 г масла в 4,29 г гексана. Раствор равномерно распределяли по поверхности листков. После испарения гексана листки содержали 30% по весу масла/жира и 70% по весу волокон целлюлозы. Обработанные листки превращали в волокнистую массу в мультимиксере (универсальном смесителе) Braun MX32 для получения распушенной целлюлозы.
Анализ уменьшения запаха
1 г обработанной целлюлозы помещали во флакон 60 мл, после чего туда добавляли 3,9 мл 0,01M забуференного фосфатом физиологического раствора pH 7,4 производства Sigma. Затем добавляли 0,1 мл PEG300 с DMS (диметилсульфидом), DMDS (диметилдисульфидом) и IVA (изовалериановым альдегидом), чтобы концентрация каждого пахучего вещества в конечном растворе составила 1000 нг/мл.
После 3-часовой выдержки при 35°C в свободное пространство над целлюлозой впрыскивали волокно SPME (Supelco), 75 мкм карбоксена - PDMS, а спустя еще 0,5 часа волокно SPME анализировали методом газовой хроматографии (GC) на приборе Thermo Finnigan Trace с детектором MS. Площадь пика каждого пахучего вещества определяли для образцов с обработанной целлюлозой и необработанной эталонной целлюлозой. Для GC были использованы следующие настройки:
Температурная программа для GC: 30°C (7 минут), 3°C/мин - 70°C (0 минут), 40°C/мин - 250°C (7 минут)
Колонка: ZB-624 (Zebron), 30m, внутренний диаметр 0,25 мм, толщина пленки 1,40 мкм
Температура на входе: 250°C
Передаточная линия: 220°C
Режим: без деления потока
MS: SIM (одинарный ионный мониторинг). При анализе DMS, IVA и DMDS были определены следующие массовые числа: 45, 46, 47, 57, 58, 61, 62, 79, 86 и 94.
Результаты уменьшения запаха
Тесты показали, что озонированные масла/жиры проявляли значительно более выраженный ограничительный эффект в отношении пахучих веществ по сравнению с соответствующими маслами/жирами, которые не были озонированы. Результаты по снижению запаха представлены ниже в таблице 5. Уменьшение запаха определяли, сравнивая площадь пика испытуемого образца с такой площадью пика, полученной при анализе необработанной эталонной целлюлозы. Расчет уменьшения запаха в процентах проводили по уравнению:
Уменьшение запаха = 100 × (1-фактическая площадь пика/площадь пика для образца необработанной целлюлозы) [1]
Таблица 5
Уменьшение пахучих веществ в %
DMS
IVA
DMDS
Подсолнечное масло
0
0
31,6
Озонированное подсолнечное масло
99,9
96,7
99,1
Масло какао
35,1
0
48,2
Озонированное масло какао
79,8
50,0
59,1
Рапсовое масло
35,8
38,5
36,5
Озонированное рапсовое масло
99,4
96,2
91,2
Кукурузное масло
87,1
66,0
88,4
Озонированное кукурузное масло
99,9
96,4
99,6
Оливковое масло
84,0
69,2
73,0
Озонированное оливковое масло
99,9
97,7
95,9
Озонирование других липидов
Эксперимент 2
Этилолеат
3
100 г этилолеата технического сорта, полученного от фирмы Alrich, в течение 6 часов обрабатывали озоном, выработанным озоновым генератором Argentox, типа GL, Hamburg, работающим под напряжением 150V с потоком кислорода на входе 63 л/час. Добавление озона проводили на уровне 0,061 г/мин, а концентрация озона в добавляемом газе составляла 58 г/м. После озонирования пероксидное число, измеренное официальным методом AOCS Cd 8-53, составляло 237,4 мэкв/кг.
Олеиновая кислота
3
100 г олеиновой кислоты технического сорта, полученного от фирмы Fluka, в течение 5 часов обрабатывали озоном, выработанным озоновым генератором Argentox, типа GL, Hamburg, работающим под напряжением 150V с потоком кислорода на входе 63 л/час. Добавление озона проводили на уровне 0,051 г/мин, а концентрация озона в добавляемом газе составляла 58 г/м. После озонирования пероксидное число, измеренное официальным методом AOCS Cd 8-53, составляло 375,3 мэкв/кг.
Масло жожоба
3
100 г масла жожоба, изготовленного фирмой Simmondsia Chinensis и доставленного фирмой Fluka, в течение 5 часов обрабатывали озоном, выработанным озоновым генератором Argentox, типа GL, Hamburg, работающим под напряжением 150V с потоком кислорода на входе 63 л/час. Добавление озона проводили на уровне 0,061 г/мин, а концентрация озона в добавляемом газе составляла 58 г/м. После озонирования пероксидное число, измеренное официальным методом AOCS Cd 8-53, составляло 178,5 мэкв/кг.
Азолектин
3
50 г порошка азолектина из соевых бобов, полученного от фирмы Fluka, суспендировали в 150 г дистиллированной воды. Азолектин представляет собой смесь разных фосфолипидов. Суспензию в течение 2 часов обрабатывали озоном, выработанным озоновым генератором Argentox, типа GL, Hamburg, работающим под напряжением 150V с потоком кислорода на входе 63 л/час. Добавление озона проводили на уровне 0,051 г/мин, а концентрация озона в добавляемом газе составляла 58 г/м. После озонирования материал охлаждали приблизительно до -20°C в морозильнике Tefcold типа TFF370, а затем сублимационно высушивали в установке для вакуумной сушки Edwards Modulyo. После сублимационной сушки собирали сухой озонированный порошок азолектина и измеряли его пероксидное число официальным методом AOCS Cd 8-53, получив в результате величину 382,2 мэкв/кг.
Эти озонированные липиды были протестированы на их способность уменьшать запах тем же способом, что и в эксперименте 1, описанном выше. Единственным исключением в лабораторной процедуре был способ обработки целлюлозы азолектином. В данном случае липид добавляли в виде высушенного порошка к уже распушенной целлюлозе. Были получены следующие результаты.
Таблица 6
Уменьшение пахучих веществ в %
DMS
IVA
DMDS
Этилолеат
0
0
0
Озонированный этилолеат
98
48,6
53,2
Олеиновая кислота
67,5
9,3
19,2
Озонированная олеиновая кислота
99,4
98,6
100
Масло жожоба
27,9
25,5
24,1
Озонированное масло жожоба
99,9
80,5
75,9
Азолектин
16
16
8
Озонированный азолектин
100
98,9
84,6
Тесты с разным количеством добавленных масел, имеющих разное пероксидное число
Тесты проводили с обработанной целлюлозой, к которой было добавлено разное количество озонированного подсолнечного масла: 0, 3, 10 и 30% по весу соответственно. Были использованы два по-разному озонированных подсолнечных масла: одно имело пероксидное число 65,6 мэкв/кг, а другое - пероксидное число 276,9 мэкв/кг.
Целлюлозу обрабатывали следующим способом.
Листок отбеленной крафт-целлюлозы с торговым наименованием NB416 производства компании Weyerhaeuser обрабатывали маслом, растворенным в подходящем испаряемом растворителе. Раствор выливали на 10 г листового материала, который впитывал жидкость и хорошо распределял масло по сети волокон. Затем растворитель испаряли посредством простого выдерживания листков при комнатной температуре в течение, по меньшей мере, 3 часов. Были приготовлены следующие растворы:
a.
0,31 г озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 65,5, растворенного в 8,27 г гексана. Такая добавка означает, что листок целлюлозы будет содержать 3% масла.
b.
1,121 г озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 65,5, растворенного в 7,47 г гексана. Такая добавка означает, что листок целлюлозы будет содержать 10% масла.
c.
4,29 г озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 65,5, растворенного в 4,29 г гексана. Такая добавка означает, что листок целлюлозы будет содержать 30% масла.
d.
0,31 г озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 276,9, растворенного в 8,27 г ацетона. Такая добавка означает, что листок целлюлозы будет содержать 3% масла.
e.
1,11 г озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 276,9, растворенного в 7,47 г ацетона. Такая добавка означает, что листок целлюлозы будет содержать 10% масла.
f.
4,29 г озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 276,9, растворенного в 4,29 г ацетона. Такая добавка означает, что листок целлюлозы будет содержать 30% масла.
После испарения растворителя пропитанные маслом листки рвали на кусочки и превращали в волокнистую массу в мультимиксере Braun MX32. Роспуск на волокна проводили с максимальной интенсивностью до тех пор, пока не образовывалась однородная распушенная целлюлоза.
Для сравнения таким же способом разделяли на волокна листки необработанной отбеленной крафт-целлюлозы (NB416).
Использованные химикаты
Подсолнечное масло
Масло пищевого сорта, доставленное из местного продовольственного магазина (COOP)
Гексан
Для анализов, производства компании Merck
Ацетон
Сорта puriss, получен от компании Fluka
Тестирование проводили тем же способом, что был описан выше. Результаты этих тестов представлены ниже в таблицах 7 и 8.
Таблица 7
Уменьшение пахучих веществ в % при добавлении озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 65,5 мэкв/кг
Добавление озонированного подсолнечного масла (% по весу)
DMS
DMDS
IVA
0
0
0
0
3
50,4
21,7
0
10
95,8
73,3
73,3
30
98,7
93,5
86,7
Таблица 8
Уменьшение пахучих веществ в % при добавлении озонированного подсолнечного масла с пероксидным числом 276,9 мэкв/кг
Добавление озонированного подсолнечного масла (% по весу)
DMS
DMDS
IVA
0
0
0
0
3
94,6
55,6
92,8
10
100,0
95,2
92,9
30
100,0
100,0
96,0
Эти результаты показывают, что такое небольшое добавление озонированного подсолнечного масла как 3% по весу может дать сильное уменьшение добавленных пахучих веществ, а масло с высоким пероксидным числом обеспечивает более значительное уменьшение запаха. Можно упомянуть, что в литературе описаны озонированные подсолнечные масла, имеющие пероксидное число выше 1000 мэкв/кг.
Следовательно, можно предположить, что добавление менее 3 весовых % масла с высоким пероксидным числом может обеспечить вполне приемлемое подавление запаха.
Практическая проба на запах
Также была проведена практическая сенсорная проба на запах, которая заключалась в том, что испытатели нюхали образцы, участвовавшие в описанных выше измерениях, после проведения тестов GC. Испытатели открывали флаконы и нюхали образцы целлюлозы с добавленными пахучими веществами. Были получены следующие результаты:
<b>Образец</b>
<b>Запах</b>
Эталон: необработанная целлюлоза
Очень сильный неприятный запах
3% озонированного подсолнечного масла, пероксидное число 65,5
Четкий запах, ослабленный по сравнению с эталоном
10% озонированного подсолнечного масла, пероксидное число 65,5
Слабый запах
30% озонированного подсолнечного масла, пероксидное число 65,5
Неприятного запаха нет
3% озонированного подсолнечного масла, пероксидное число 276,9
Слабый запах
10% озонированного подсолнечного масла, пероксидное число 276,9
Неприятного запаха нет
30% озонированного подсолнечного масла, пероксидное число 276,9
Неприятного запаха нет
Обработка салфеток липидами
2
2
В этом эксперименте был использован нетканый материал спанлейс (сплетение волокон струями воды под высоким давлением) с торговым названием Fibrella 7160, полученный от компании Suominen (Финляндия). Этот материал, состоящий приблизительно на 60% из полипропиленового волокна и на 40% из вискозного волокна, имеет вес основы приблизительно 50 г/м. Лист нетканого спанлейса резали на кусочки весом 1 г и площадью 0,020 м. Затем эти кусочки обрабатывали липидами. 2 г липида растворяли в 4 г гексана или ацетона и равномерно распределяли по куску нетканого материала. Ацетон применяли для растворения всех озонированных масел и олеиновой кислоты, тогда как другие (не озонированные) масла растворяли в гексане. Через несколько часов, когда растворитель испарялся, кусочки нетканого материала складывали и переносили во флаконы емкостью 60 мл, используемые для анализа SPME. Затем флаконы наполняли газообразным азотом и герметично закрывали. Липиды, использованные для обработки салфеток, перечислены в таблице 9.
Таблица 9
Липиды, использованные для обработки салфеток
Липид
Перекисное число (мэкв/кг)
Подсолнечное масло
7,1
Озонированное подсолнечное масло
276,9
Кукурузное масло
4,2
Озонированное кукурузное масло
60,0
Оливковое масло
8,0
Озонированное оливковое масло
61,4
Олеиновая кислота
3,1
Озонированная олеиновая кислота
375,3
Анализ уменьшения запаха салфеток
В этих тестах были использованы флаконы объемом 60 мл, содержащие 1 г нетканого материала спанлейс с 2 г липида. Лабораторные процедуры полностью соответствовали описанным выше при оценке уменьшения запаха в распушенной целлюлозе (см. соответствующий раздел). В каждый флакон добавляли 3,9 мл забуференного фосфатом физиологического раствора (pH 7,4) и 0,1 мл PEG300 с DMS, DMDS и IVA. Общая концентрация каждого пахучего соединения составляла 1000 нг/мл.
Таблица 10
Уменьшение пахучих веществ в %
DMS
IVA
DMDS
Подсолнечное масло
66,4
79,1
89,8
Озонированное подсолнечное масло
99,99
95,5
99,97
Кукурузное масло
87,3
92,1
97,0
Озонированное кукурузное масло
100
99,3
99,1
Олеиновая кислота
67,4
74,5
83,6
Озонированная олеиновая кислота
100
100
100
Оливковое масло
69,5
91,1
94,5
Озонированное оливковое масло
99,5
96,3
96,3
Измерения роста бактерий
Для измерений роста бактерий была использована испытательная жидкость 1: стерильная синтетическая моча, к которой была добавлена питательная среда для выращивания микроорганизмов. Синтетическая моча содержала одновалентные и двухвалентные катионы и анионы, а также мочевину, она была выработана в соответствии с информацией, приведенной в ссылке Geigy, Scientific Tables, vol. 2, 8th ed., 1981, page 53. Питательная среда для выращивания микроорганизмов основывалась на двух общепринятых питательных средах: Hook и FSA для энтеробактерий. Значение pH этой смеси составляло 6,6.
Гомогенную смесь распушенной целлюлозы готовили следующим образом (способ 1).
Необработанную и обработанную целлюлозу Weyerhauser (NB416) взвешивали в желательных пропорциях и помещали в мультимиксер Braun MX32. Целлюлозную массу перемешивали приблизительно 30 секунд.
3
Впитывающие прокладки для тестирования производили следующим образом (способ 2): впитывающие прокладки были изготовлены с применением немного модифицированного образца модели в соответствии со SCAN C 33:80. Распушенную целлюлозу желательного типа (типов) взвешивали, и однородную смесь распушенной целлюлозы вводили в поток воздуха с отрицательным давлением, равным приблизительно 75 мбар, через трубочку диаметром 10 мм, оснащенную дном с металлической сеткой. Распушенную целлюлозу собирали на металлической сетке, после чего составляли впитывающий образец. Впитывающую прокладку сжимали до объема в диапазоне от 6 до 12 см/г.
Были произведены две разные впитывающие прокладки: эталонная прокладка, состоящая из 2,0 г необработанной целлюлозы Weyerhauser (NB 416), и испытуемая прокладка, состоящая из смеси 1,4 г обработанной целлюлозы Weyerhauser (NB 416), которая была обработана окисленным подсолнечным маслом (перекисное число 65,5 мэкв/кг) в соответствии со способом, описанным выше в разделе "Обработка целлюлозы маслами/жирами" (добавленное количество составляло 30% масла по весу), и 1,0 г необработанной целлюлозы Weyerhauser (NB 416). Размер впитывающих прокладок составлял 5 см в диаметре.
Бактериальный рост во впитывающих прокладках измеряли следующим образом (способ 3):
10 мл испытательной жидкости 1, содержащей бактерии, добавляли к испытуемой прокладке, помещенной в стерильную банку (банки Nunc для мокроты/органов, 100 мл), и банку закрывали крышкой. Банку переворачивали верхней стороной вниз и инкубировали в теплом шкафу при 35°C. После инкубации в течение 0, 6 и 12 часов испытуемые прокладки помещали в пластиковый мешок с пептонной водой, и содержимое гомогенизировали (взбалтывали и перемешивали) в гомогенизаторе в течение 3 минут. Гомогенат разбавляли пептонной водой в пробирках для разведения, и микробиологическую культуру распределяли на пластинках агара. Для E. faecalis был использован агар Slanetz Bartley, а для E. coli и P. mirabilis - агар Drigalski. Перед подсчетом колоний образцы инкубировали при 35°C в течение 1-2 дней, а затем вычисляли логарифмический показатель КОЕ/мл (КОЕ = подсчитанное число колониеобразующих единиц). Также проводили контрольные тесты с эталонными прокладками.
Результаты тестирования: бактериальный рост
Бактерии культивировали в питательном бульоне и разбавляли в испытательной жидкости 1 (способ 3) до нужной концентрации, которая имела логарифмическое значение 3,3. Испытуемые впитывающие прокладки производили по способу 2. Бактериальный рост измеряли по способу 3.
Результат показан в таблице 11, которая четко иллюстрирует, что рост всех 3 контрольных бактерий был значительно ниже в испытуемых прокладках по сравнению с эталонными прокладками после 6 и 12 часов инкубации. В таблице приведены логарифмические значения КОЕ/мл через разные промежутки времени. Испытуемый образец означает массу, содержащую озонированное подсолнечное масло, а эталонный образец означает необработанную массу.
Таблица 11
0 часов
6 часов
12 часов
pH
Образец
E.coli
P.mir.
E.faec.
E.coli
P.mir.
E.faec.
E.coli
P.mir.
E.faec.
0 часов
6 часов
12 часов
Испытуемый 1
3,5
3,2
3,2
<2
<2
<2
<2
<2
<2
6,2
5,9
5,6
Испытуемый 2
3,4
3,2
3,3
<2
<2
<2
<2
<2
<2
6,3
5,9
5,6
Испытуемый mv
3,5
3,2
3,3
<2
<2
<2
<2
<2
<2
6,2
5,9
5,6
Эталонный 1
3,5
3,2
3,2
6,1
5,0
6,3
9,7
8,8
9,1
6,6
6,6
8,9
Эталонный 2
3,4
3,2
3,3
6,5
5,1
6,2
8,8
7,8
8,1
6,6
6,6
8,6
Эталонный mv
3,5
3,2
3,3
6,3
5,0
6,3
9,5
8,5
8,8
6,6
6,6
8,7
Измерения роста Candida albicans
Для проверки влияния на рост Candida albicans были проведены тесты, соответствующие описанным выше. Для измерений роста была приготовлена испытательная жидкость 1, как это описано выше. Распушенную целлюлозу готовили по способу 1, а впитывающие прокладки готовили по способу 2. Однако в данном случае окисленное масло представляло собой подсолнечное масло с пероксидным числом 276,9 ммоль/кг в соответствии со способом, описанным в разделе "Обработка целлюлозы маслами/жирами" за тем исключением, что вместо гексана для растворения озонированного подсолнечного масла был использован ацетон.
C. albicans культивировали в бульоне Todd Hewitt до стационарной фазы и разбавляли в испытательной жидкости 1 до нужной концентрации, составляющей приблизительно 104 КОЕ/мл.
10 мл испытательной жидкости 1, содержащей C. albicans, добавляли к испытуемой прокладке и соответствующей эталонной прокладке, которые помещали в стерильные пластиковые банки, закрывая эти банки алюминиевой фольгой. Банки инкубировали в теплом шкафу при 37ºC. После инкубации в течение 0, 4, 6 и 8 часов испытуемые и эталонные прокладки помещали в пластиковые мешки с 20 мл физиологического раствора, и содержимое гомогенизировали (взбалтывали и перемешивали) в гомогенизаторе в течение 3 минут (на высокой скорости). Гомогенат разбавляли физиологическим раствором в пробирках для разведения, и суспензию культуры распределяли на пластинках агара Sabaroud с декстрозой. Перед подсчетом колоний пластинки 2 дня инкубировали при 37°C, а затем рассчитывали логарифмический показатель КОЕ/мл.
Результаты, показанные ниже в таблице 12, представляют собой средние величины по двум испытуемым образцам. В таблице приведены логарифмические значения КОЕ/мл через разные промежутки времени. Испытуемый образец означает массу, содержащую озонированное подсолнечное масло, а эталонный образец означает необработанную массу.
Таблица 12
Candida albicans
Образец
0 часов
4 часа
6 часов
8 часов
Эталонный
4,83
5,60
6,06
6,64
Испытуемый
4,41
0
0
0
Как можно видеть из таблицы, рост C. сильно подавлялся в испытуемых прокладках и уже через 4 часа был нулевым.
Примеры салфеток
Пример 1
Салфетка для урогенитального ухода
100 г оливкового масла (сорта extra virgin, COOP) озонировали в соответствии с экспериментом 1 до пероксидного числа 61,41 мэкв/кг. Озонированное оливковое масло отмывали посредством экстракции этанолом. Экстракцию проводили, смешивая 100 г озонированного оливкового масла и 160 г этанола в лабораторном стакане при энергичном взбалтывании. Затем смесь центрифугировали, чтобы получить две отдельные фазы. Фазу этанола удаляли, а озонированное оливковое масло дополнительно экстрагировали 4 раза в соответствии с той же процедурой. Общее количество этанола составило 5×160 г = 800 г. По окончании последней экстракции озонированное оливковое масло обрабатывали при 60°C в роторном испарителе 3 часа для удаления следов этанола.
2
На листок ткани (Fibrella 7160, 60% полипропилена/40% вискозы, 50 г/м производства компании Suominen) размером 16×18 см набрызгивали озонированное и экстрагированное оливковое масло до конечной концентрации 1,5 г/г сухой ткани.
Пример 2
Салфетка для очистки рук
50 г подсолнечного масла (COOP) озонировали в соответствии с экспериментом 1 до пероксидного числа 276,9 мэкв/кг. Озонированное подсолнечное масло отмывали посредством экстракции этанолом. Экстракцию проводили, смешивая 50 г озонированного подсолнечного масла и 80 г этанола в лабораторном стакане при энергичном взбалтывании. Затем смесь центрифугировали, чтобы получить две отдельные фазы. Фазу этанола удаляли, а озонированное подсолнечное масло дополнительно экстрагировали 4 раза в соответствии с той же процедурой. Общее количество этанола составило 5×80 г = 400 г. По окончании последней экстракции озонированное подсолнечное масло обрабатывали при 60°C в роторном испарителе 3 часа для удаления следов этанола.
2
На листок ткани (SCA - универсальная ткань Tork Premium 520, 70 г/м) размером 24×24 см набрызгивали озонированное и экстрагированное подсолнечное масло до конечной концентрации 3 г/г сухой ткани.