BE1023792B1

BE1023792B1 - Een hechtmiddelsamenstelling omvattende een zetmeelhydrolysaat voor het thermisch hechten

Info

Publication number: BE1023792B1
Application number: BE2015/5636A
Authority: BE
Inventors: Andreas Redl
Original assignee: Syral Belgium Nv
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2017-07-27
Also published as: JP6628870B2; US20180298244A1; CA3001266C; CA3001266A1; JP2018538379A; BR112018006372A2; CN108289759A; WO2017060864A1; FR3042200A1; KR20180066144A; EP3359101A1; FR3042200B1; BE1023792A1

Abstract

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het thermisch hechten van een vezelige matrix op een drager omvattende de volgende stappen: i) afzetten op een bindingsgebied van de drager en/of de vezelige matrix van een poedervormige samenstelling omvattende hoofdzakelijk een zetmeelhydrolysaat met een DE hoger dan 30, ii) in contact brengen van de hechtingszones van de vezelige matrix en de drager iii) toepassen op één en/of de andere van hechtingszones van de drager en de vezelige matrix van een temperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C om de vezelachtige matrix op de drager te binden. De uitvinding heeft verder betrekking op het gebruik van een hechtmiddelsamenstelling omvattende hoofdzakelijk een zetmeelhydrolysaat met een DE hoger dan 30 voor het thermisch hechten en hechtmiddelsamenstelling voor het binden van een vezelige matrix op een drager.

Description

EEN HECHTMIDDELSAMENSTELLING OMVATTENDE EEN ZETMEELHYDROLYSAAT VOOR HET

THERMISCH HECHTEN

Technisch gebied

De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het binden van een vezelige matrix op een drager door toepassing van een zetmeelhydrolysaat met een DE hoger dan 30 op een drager, het gebruik van een hechtmiddelsamenstelling die voornamelijk een zetmeelhydrolysaat met een DE van meer dan 30 omvat in het thermisch hechten en een hechtmiddelsamenstelling omvattende meer dan 60% van een zetmeelhydrolysaat met een DE hoger dan 30 voor het binden van een vezelige matrix op een drager.

Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

Hygiënische producten bestaan meestal uit een set van bladen met beschermende of absorberende functies. Deze verschillende bladen worden verbonden met elkaar verbonden door thermisch hechten.

In het algemeen wordt thermoplastische polyethyleen op grote schaal gebruikt bij het hechten van cellulose matrices.

Het doel van de uitvinding is het vervangen van de oliederivaten die veel gebruikt worden bij het thermisch hechten door producten die bio-gebaseerd zijn en een lage allergeniteit hebben, die een gebruik toelaten in wegwerpbare hygiëneproducten die bedoeld zijn voor een contact met de huid met name een uitgebreid contact met de huid.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het thermisch hechten van een vezelige matrix bij voorkeur cellulosevezels op een drager omvattende de volgende stappen: • afzetten op een hechtingszone van de drager en/of de genoemde vezelige matrix van een poedervormige samenstelling die in hoofdzaak bestaat uit meer dan 50% (w/w) een zetmeelhydrolysaat met een dextrose-equivalent (DE) van meer dan 30, bij voorkeur gelegen tussen 30 en 90, nog meer bij voorkeur 36 tot 40; • in contact brengen van de hechtingszones van de vezelige matrix en de drager; • het toepassen op één en/of de andere van de hechtingszones van de drager en de vezelige matrix van een temperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C om de vezelachtige matrix op drager te hechten, bij voorkeur de stap van het in contact brengen van de hechtingszones en de stap van het toepassen van de temperatuur op één en/of de andere van de hechtingszones kunnen gelijktijdig of achtereenvolgens gebeuren.

Deze werkwijze is bijzonder voordelig bij de vervaardiging van hygiëneproducten en met name wegwerpbare absorberende voorwerpen met name omdat de genoemde poedervormige samenstelling in hoofdzaak bestaat uit een zetmeelhydrolysaat, met een DE hoger dan 30, die hoofdzakelijk van natuurlijke oorsprong is en biologisch afbreekbaar is.

Met de term "zetmeelhydrolysaat" wordt een koolhydraat samenstelling aangeduid die dextrose, maltose, maltotriosen en polysachariden omvat. Standard zetmeelhydrolysaten worden geproduceerd door zure of enzymatische hydrolyse van zetmeel, ongeacht hun botanische oorsprong (bv granen, peulvruchten of knollen). Ze zijn in feite een mengsel van glucose en glucose polymeren, van zeer diverse molecuulgewichten. Zetmeelhydrolysaten worden meestal ingedeeld volgens hun reducerend vermogen, uitgedrukt door het concept van de dextrose-equivalent of DE.

Zoals hierin gebruikt, verwijst de term "dextrose equivalent" of "DE" naar het "gehalte aan reducerende suikers, uitgedrukt als percentage van de droge stof in dextrose" en wordt gebruikt om het molecuulgewicht van polysachariden te karakteriseren. (Zie Guide des produits issus de l'hydrolyse de l'amidon et leurs dérivés page 86, 1995 par MW. Kearsley, SZ. Dziedzic). De theoretische waarde is omgekeerd evenredig aan het gemiddelde molecuulgewicht (Mn). Het wordt als volgt berekend: DE = Mglucose / Mn x 100 of DE = 180/100 x Mn (Rong Y, Sillick M, C M. Gregson " Determination Of Dextrose Equivalent Value And Number Average Molecular Weight Of Maltodextrin By Osmometry ", J Food Sei 2009 Janvier-Feburary;.. 74 (1), pp C33-040)

Aldus heeft dextrose een DE van 100 terwijl zuiver zetmeel (bijvoorbeeld van maïs) een waarde heeft van 0.

Kenmerkend heeft het zetmeel hydrolysaat volgens de uitvinding een DE gelegen tussen 31 en 99, nog meer bij voorkeur tussen 32 en 90; 33 en 80; 34 en 70; 35 en 60; 36 en 50; 36 en 45.

De term "die in hoofdzaak bestaat uit" verwijst naar een samenstelling die meer dan 50% (w/w) van een zetmeelhydrolysaat, bij voorkeur meer dan 60% (w/w), meer dan 70%, 80%, 90%, 95%, 98% van een zetmeelhydrolysaat omvat. Kenmerkend omvat de samenstelling 51 om 100%, 55-98%, 60-97%, 70-95% zetmeelhydrolysaat.

Kenmerkend is de hechtmiddelsamenstelling volgens de uitvinding een amorfe poedervormige samenstelling. Met "amorf" wordt een niet-kristallijne samenstelling bedoeld in het kader van de onderhavige uitvinding, een dergelijke amorfe samenstelling kan bijvoorbeeld worden verkregen door verneveling en/of granulatie van een vloeibaar zetmeelhydrolysaat en/of poedervormig zetmeelhydrolysaat. Dergelijke amorfe samenstelling kan ook worden verkregen door snel afkoelen van een gesmolten zetmeelhydrolysaat (de zogenoemde "chilled belt" procedure).

De poedervormige samenstelling volgens de uitvinding is voordelig doordat de poedervorm toelaat de problemen te overwinnen in verband met de viscositeit of de bewaring van de hechtmiddelsamenstelling.

Bij voorkeur heeft de poedervormige samenstelling een deeltjesgrootteverdeling gelegen tussen 40 en 500 μιτι, bij voorkeur van 50 tot 450 pm, nog meer bij voorkeur 150 tot 400 pm. Gewoonlijk is de samenstelling volgens de uitvinding meer dan 90% deeltjes met een deeltjesgrootte groter dan 40 pm en/of meer dan 15% deeltjes met een deeltjesgrootte groter dan 250 pm. Doorgaans worden ze gevormd door deeltjes verkregen door natte granulering.

Zoals hierin gebruikt, verwijst de term "thermisch hechten" naar de verbinding, het lassen of de aanhechting van een materiaal aan zichzelf of aan een ander door temperatuurstijging (boven kamertemperatuur). In de context van de onderhavige uitvinding verwijst deze term naar het lassen of het verwerven van een adhesie tussen de hechtingszone van de vezelige matrix en de hechtingszone van de drager door toepassing van een verhoging temperatuur aan de ene en/of de andere van de hechtingszones. Bij voorkeur is de hechtingstemperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C, bij voorkeur tussen 105 en 170 °C, nog meer bij voorkeur tussen 110 en 160 °C. Typisch kan de temperatuurstijging geassocieerd worden bij de uitoefening van een druk op één en/of de andere van de hechtingszones van de drager en de vezelige matrix. Voordelig, een druk van 1 tot 100 bar doorgaans 2 tot 70 bar, bij voorkeur 1 tot 8 bar wordt uitgeoefend op één en/of de andere van de hechtingszones van de drager en de vezelige matrix gelijktijdig en/of achtereenvolgens bij toepassing van de temperatuur, bij voorkeur is de toegepaste druk gelegen tussen 2 en 60 bar, nog meer bij voorkeur tussen 3 en 55 bar. De stijging van de temperatuur en het uitoefenen van druk op ten minste één van de hechtingszones kunnen onafhankelijk van elkaar met verschillende looptijden worden uitgevoerd. Typisch, de duur van de temperatuurstijging en het uitoefenen van druk op de ene en/of de andere van de hechtingszones zijn onafhankelijk van elkaar tussen 1 milliseconde en 10 minuten, bij voorkeur tussen 0,1 seconde en 1 minuut en nog meer bij voorkeur tussen 0,5 en 30 seconden; 1 en 20 seconden; 2 en 10 seconden. Met voordeel, doorgaans een druk tussen 1 tot 100 bar, 2-70 bar en een temperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C, worden simultaan uitgevoerd op één en/of de andere van de hechtingszones gedurende ten minste 1 milliseconde en 10 minuten, bij voorkeur tussen 0,5 en 30 seconden; nog meer bij voorkeur tussen 1 en 20 seconden; 2 en 10 seconden.

In het kader van de onderhavige uitvinding, verwijst de term "hechtingszones" naar het oppervlak van de vezelachtige matrix of de drager die voorzien is om thermisch gehecht te worden.

Met "support" wordt een tweede vezelige matrix aangeduid. Bij voorkeur wordt het kunststof materiaal gekozen uit polyamide (PA), polyurethaan (PUR), polypropyleen (PP), poly (ethyleen/co-vinylalcohol) (EVOH), polyvinylalcohol (PVOH), polyethyleen tereftalaat (PET), polyethyleennaftalaat (PEN), polystyreen (PS), polymethyl methacrylaat (PMMA), poly (vinylchloride) (PVC), polyethyleen (PE) en combinaties daarvan.

De term "vezelige matrix" verwijst naar natuurlijke vezels (bijvoorbeeld hout- of katoenvezels), synthetische vezels (bijvoorbeeld polyester- of polypropyleenvezels) of een combinatie van natuurlijke vezels en/of synthetische. De vezelachtige matrix kan worden geweven, niet-geweven, gesponnen, in reliëf gemaakt of gebreid. De vezels gebruikt bij de vervaardiging van geschikte matrices voor toepassing bij de onderhavige uitvinding, zijn over het algemeen houtpulpvezels, viscosevezels of katoen. Echter, andere cellulosevezels kunnen eveneens worden toegepast alsook mengsels van cellulosevezels met vezels van een andere oorsprong (natuurlijk en/of synthetisch). Aldus kunnen de vezels geschikt voor toepassing bij de onderhavige uitvinding worden gekozen uit cellulosevezels, zijde, wol, polyester, polypropyleen, polyethyleen, polyamide (zoals nylon), celluloseacetaat, polyvinylfluoride, polyvinylideenchloride, acrylaten (zoals Orion), polyvinylacetaat, niet- oplosbare polyvinylalcohol, hun analogen en hun combinaties. Ter illustratie, een aantal voordelige combinaties van synthetische vezels zijn polypropyleen/polyethyleen, polyester/polyethyleen, polyester/polypropyleen, polyamide/polyester, polyamide/polyethyleen, polyamide/polypropyleen.

Bij voorkeur heeft de vezelige matrix een dikte gelegen tussen ongeveer 0,012 mm en ongeveer 0,05 cm, bij voorkeur een dikte tussen ongeveer 0,02 mm en ongeveer 0,03 cm, nog meer bij voorkeur tussen 0,05 mm en 0 01 cm; tussen 0,1 mm en 5 mm; tussen 0,5 mm en 3 mm.

De uitvinding betreft ook de toepassing van de poedervormige samenstelling volgens de uitvinding voor het thermisch hechten van een vezelige matrix bij voorkeur cellulose op een drager.

De uitvinding heeft ook betrekking op een hygiëneproduct verkrijgbaar door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding, het genoemde hygiëneproduct omvat ten minste één vezelachtige matrix thermisch gebonden op een drager met een poedervormige samenstelling die bestaat uit meer dan 50% (w/w) van een zetmeelhydrolysaat met een DE gelegen tussen 30 en 90.

Met "hygiëneproduct" wordt elk voorwerp aangeduid dat gebruikt wordt voor lichaamshygiëne van een mens of een dier, met inbegrip van wegwerp hygiënische artikelen waaronder absorberende wegwerpartikelen, meestal geselecteerd uit kompressen, tampons, doekjes, verbanden, maandverbanden, matrasbeschermers, inlegkruisjes, babyluiers, incontinentie artikelen voor volwassenen en zweet pads.

De werkwijze volgens de uitvinding is bijzonder voordelig doordat het een eenvoudige scheiding tussen de drager en de vezelachtige matrix mogelijk maakt. De kleefkracht kan worden gemoduleerd in functie van het hechtmiddel toegevoegd aan het zetmeelhydrolysaat met een DE hoger dan 30. Typisch heeft de uitvinding verder betrekking op een poedervormige hechtmiddelsamenstelling die meer dan 50% (w/w) zetmeelhydrolysaat met een DE gelegen tussen 30 en 90 omvat en een kleefstof gekozen tussen polyethyleen, polypropyleen, polyamide, polyvinylalcohol en/of copolyester. Kenmerkend heeft de gekozen kleefstof een smelttemperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C

Hoewel verschillende betekenissen hebbend, worden de termen "omvattend", "bevattende", "met" en "bestaande uit" uitwisselbaar gebruikt bij de beschrijving van de uitvinding en kan de ene door de andere vervangen worden.

De uitvinding zal beter worden begrepen door het lezen van de volgende voorbeelden die alleen voor illustratieve doeleinden gegeven zijn.

Voorbeeld

Materialen en methoden

De hechtmiddelsamenstellingen die getest zijn, zijn de volgende: - PE poeder gecommercialiseerd door de onderneming Abifor - maltodextrine poeder DE 19 gecommercialiseerd door de onderneming TEREOS SYRAL onder de merknaam MALDEX® 190 - Glucose poeder, verkregen door verstuiving en gecommercialiseerd door de onderneming TEREOS SYRAL onder de merknaam MERITOSE® SD 250 - Glucosesiroop poeder DE 38 gecommercialiseerd door de onderneming TEREOS SYRAL onder de merknaam GLUCODRY® G 380

Op een dun blad van niet-geweven katoen met 10 cm2 oppervlak, wordt ongeveer 1 g poeder gelijkmatig verdeeld op een hechtoppervlak. Het aldus bereide blad wordt vervolgens bedekt door een tweede blad uit niet-geweven katoen en wordt tussen twee bladen papier geplaatst. De bladstructuur wordt vervolgens geplaatst in een pers die verhit is tot 150 ° C (VOGT Labopress 200T Vogt Maschinenbau GmbH, Brunsbüttler barrage 114, D 13581 Berlin) gedurende 5 seconden bij een werkdruk van 50 bar.

Na verwijdering uit de pers, na een afkoeltijd van ongeveer 5 minuten, wordt de hechting tussen de dunne katoenen bladen getest door het openscheuren van de bladen tot het breken van de hechtingszone.

Een goede hechting wordt gekenmerkt door bladen die alleen kunnen worden gescheiden door het ten minste gedeeltelijk scheuren van de hechtingszone van één van de bladen. Een slechte hechting of het gebrek aan hechting wordt gekenmerkt door zeer zwakke of geen weerstand tegen de scheiding van de bladen.

Resultaten

In het geval van glucose poeder, observeerden we goed het smelten van het poeder bij verwarmen, maar de verkregen compositie laat geen hechting van de twee bladen toe en migreert naar de meer absorberende lagen in het geval van papier.

Verder merken we op dat in vergelijking met PE poeder, het neerleggen van gedroogde glucosesiroop moeilijker is vanwege de fijne deeltjesgrootte. De uitvinders hebben aan het licht gebracht dat in vergelijking met de niet-geagglomereerde vorm, de geagglomereerde glucosesiroop poeders toelaten om de nauwkeurigheid van neerleggebieden van de hechtmiddelsamenstelling op het oppervlak van het blad te verbeteren.

Verschillende verhittingstemperaturen zijn getest, een temperatuur gelegen tussen 100 en 150 °C laat de waarneming van betere resultaten met glucosestroop poeder DE 37 toe.

Claims

C O N C L U S I E S

1. Werkwijze voor het thermisch hechten van een vezelige matrix op een drager omvattende de volgende stappen: • afzetten op een hechtingszone van de drager en/of de vezelige matrix van een poedervormige samenstelling die bestaat uit meer dan 50% (w/w) van een zetmeelhydrolysaat met een dextrose equivalent (DE) gelegen tussen 30 en 90; • in contact brengen van de hechtingszones van de vezelige matrix en de drager; • toepassen op één en/of het andere van de hechtingszones van de drager en de vezelige matrix van een temperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C om de vezelachtige matrix op drager te hechten.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat genoemde poedervormige samenstelling een DE heeft gelegen tussen 36 tot 40.
3. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 en 2, met het kenmerk dat de genoemde poedervormige samenstelling meer dan 60% (w/w) zetmeelhydrolysaat omvat.
4. Werkwijze volgens één van conclusies 1 tot 3, met het kenmerk dat de genoemde samenstelling een deeltjesgrootte verdeling gelegen tussen 40 en 500 μσι heeft.
5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 4, met het kenmerk dat een druk van 1 tot 100 bar wordt uitgeoefend op ten minste één van de hechtingzones van de drager en/of de vezelige matrix tijdens de stap van het toepassen van een temperatuur gelegen tussen 100 en 180 °C op het of de genoemde hechtingszones.
6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 5, met het kenmerk dat de vezelachtige matrix cellulosevezels omvat.
7. Gebruik van een poedervormige samenstelling die bestaat uit meer dan 50% (w/w) van een zetmeelhydrolysaat met een dextrose-equivalent (DE) gelegen tussen 30 en 90, voor het thermisch binden van een vezelige matrix op een drager.
8. Hygiëneproduct verkrijgbaar door toepassing van de werkwijze volgens één van de conclusies 1 tot 6, waarbij het hygiëneproduct ten minste één vezelachtige matrix omvat die thermisch gebonden is op een drager door een poedervormige samenstelling die bestaat uit meer dan 50% (w/w) van een zetmeelhydrolysaat met een dextrose-equivalent (DE) gelegen tussen 30 en 90.
9. Hygiëneproduct volgens conclusie 8 met het kenmerk dat het genoemde hygiëneproduct een absorberend wegwerpvoorwerp is, bij voorkeur gekozen uit kompressen, tampons, doeken, bandages, maandverbanden, matrasbeschermers, inlegkruisjes, babyluiers, incontinentie artikelen voor volwassenen en zweet pads.
10. Een poedervormige hechtmiddelsamenstelling die meer dan 50% (w/w) van een zetmeelhydrolysaat met een dextrose-equivalent (DE) gelegen tussen 30 en 90 omvat en een kleefstof gekozen uit polyetheen, polypropyleen, polyamide, polyvinylalcohol en/of copolyester.