CN104780950B - 气味控制材料、制备气味控制材料的方法以及包含气味控制材料的吸收性产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气味控制材料，其由水不溶性微粒气味控制剂和封装所述气味控制剂的热塑性水溶性载体基质组成。当与诸如尿的水溶液接触时所述载体基质溶解，并且所述气味控制材料是借助于热成型得到。本发明还涉及一种制备所述气味控制材料的方法，以及所述气味控制材料在吸收性产品中的用途。本发明的气味控制材料将生产过程中因微粒气味控制剂引起的粉尘问题减至最小。
Description
技术领域
本发明涉及一种包含水不溶性微粒气味控制剂的气味控制材料。本发明还涉及一种制备所述气味控制材料的方法。本发明另外涉及一种包含所述气味控制材料的吸收性产品。
背景技术
与诸如失禁产品和/或女性产品等吸收性产品的使用有关的气味防止对于消费者来说是重要的舒适因素。诸如血液和尿的身体流体被收集并且储存在吸收性产品中，且可能容易产生气味。对佩带者重要的是，这些气味不会扩散到环境中，并且就渗漏与气味防止或控制而言，佩带者在使用吸收性产品时需要感觉到安全。
在吸收性产品领域中，使用若干不同解决方案来防止气味。举例来说，气味可通过使用香料或除臭化合物来遮掩。气味也可以吸附或吸收至具有大表面积的颗粒中，诸如活性炭、沸石以及基于淀粉的微粒材料。酸性和/或碱性气味可通过使用如小苏打和/或柠檬酸等物质来中和。对于细菌抑制，可使用具有低pH值的物质或金属盐。因此，不同的气味控制剂可用于以不同方式防止气味。
诸如以上所提到的活性炭、沸石以及基于淀粉的材料的呈微粒形式的气味控制剂已被证实归因于颗粒的大表面积而具有优良的气味吸附特性。然而，存在一些与使用这种可呈粉末形式的微粒气味控制剂有关的缺点：举例来说，在干式工艺中所述粉末由于粉尘问题而很难操作。粉末可既污染加工设备又污染产品。粉末可散布于工作环境中，在最坏情况下会污染工作环境并且/或者引起粉尘爆炸。
另外，如果例如活性炭粉末的粉末在产品制造期间起尘，那么白色吸收性产品外观会有问题。活性炭也可散布于产品中所需位置外，因此使产品外观变差。需使旨在布置气味控制剂的区域外的产品保持清洁。
微粒气味控制剂粉末还可能难以以均匀方式分散于吸收性产品中。举例来说，大气湿度可引起微粒材料结块，这可在生产工艺中并因此在最终产品中引起不均匀分布。另外，因为微粒气味控制剂从周围空气吸附有气味的物质，所以存在颗粒的吸附容量在储存时降低的风险。
在现有技术中，如例如由EP0392528所公开已试图降低粉末的起尘问题，其中微粒气味控制剂结合于纤维基底网，诸如非织造网或纸网。多孔基底网被浸入含有气味吸收微粒和粘结剂以及表面活性剂的饱和浆液中。然后，将过量浆液从网上挤出并且将网干燥。根据EP0392528，根本的是微粒材料有效结合于基底网。因此，基底网需要承载气味吸收颗粒，并且网作为整体用于最终产品中。因此，使用这种网状材料的可能性局限于基底网需要作为最终产品的一部分的产品。这可使生产工艺复杂化，并导致昂贵的最终产品。另外，因为气味吸收微粒材料结合于纤维网，所以并非气味吸收剂的全部表面积用于吸收气味。另外，气味吸收剂暴露于周围环境，因此所述微粒材料的气味吸收性能可在储存期间被削弱。
因此，仍需要改善微粒气味控制剂的可操作性，同时使良好气味吸附/吸收性能尤其在储存之后也得以维持或改善。
发明内容
本发明的一个目的是改善在生产工艺中微粒气味控制剂的可操作性。本发明的另一个目的是改善微粒气味控制剂的分布，使得可得到在最终产品中的均匀分布。维持微粒气味控制剂在储存期间的吸附能力也是本发明的一个目的。为改善气味的吸附，能够使用微粒气味控制剂的整个表面积来吸附气味将是令人满意的。
以上目的通过由水不溶性微粒气味控制剂和封装气味控制剂的热塑性水溶性载体基质组成的本发明气味控制材料来实现。当与诸如尿液等水溶液接触时，载体基质溶解。气味控制材料借助于热成型得到，例如借助于挤出，微粒气味控制剂封装于载体基质中，从而将与使用微粒气味控制剂而经历的起尘问题减到最小。因为载体基质在与水性液体接触时溶解，所以气味控制剂被释放，并且可得到有效的气味降低。
气味控制材料可借助于挤出得到。挤出是众所周知、相对简单且成本有效的从热塑性原材料形成材料的方式。通过挤出可容易地得到不同形式和形状的产品。
微粒气味控制剂优选是活性炭、沸石或基于淀粉的微粒气味控制剂。这些气味控制剂在气味吸附和/或吸收中非常有效。特别是，活性炭具有优良的气味吸附性能。
热塑性水溶性载体基质包含水溶性聚合物，其可以是聚氧化乙烯、聚乙烯醇、诸如改性淀粉或糖或糖醇等多糖、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯基吡啶以及聚乙烯吡咯烷或它们的混合物。这些聚合物易于加工，并且无毒，由此其适合用于卫生产品中。水溶性载体基质还可以包含添加剂，诸如增塑剂、稳定剂、改善分散性的试剂、pH调节剂或抗微生物物质，由此可为气味控制材料提供不同的性质，气味降低作用可进一步改善，并且/或者载体基质材料的可加工性可得以改善。
载体基质与气味控制剂的重量比是1:10至10:1。希望的是材料中包括大量气味控制剂。
气味控制材料呈膜、纤维或细丝或纤维网形式。所有这些形式可容易地用于例如吸收性产品中，因此仅需要现有制造工艺发生最小程度的变化。
气味控制材料可呈膜形式，且厚度可以是10至2000微米。所述膜可碾成薄片或按原样使用。气味控制材料还可以呈诸如短纤维等纤维形式，纤维长度是1至40mm，且线质量密度是1.7至约10,000分特(dtex)。纤维可用作产品中其它纤维的补充物，并因此可用于现有制造工艺中。另外，气味控制材料可以是非织造纤维网，其可按原样使用，或作为可用于例如吸收性产品中的层合纤维网的一部分。
本发明进一步涉及一种制备气味控制材料的方法，并且包括以下步骤∶
i.提供呈固体形式的水溶性热塑性载体基质材料；
ii.提供呈固体形式的微粒气味控制剂；
iii.将微粒气味控制剂与载体基质材料掺混以提供均匀分散体，其中微粒气味控制剂是固体；
iv.将载体基质材料加热至约70至约300℃的熔融温度，以至少部分熔融载体基质材料，其中微粒气味控制剂保持为固体；
v.将均匀分散体热成型，以形成膜、纤维或纤维网；
vi.将热成型的材料冷却；
vii.收集形成的材料。
当气味控制材料是膜时，所述方法可进一步包括将膜冲孔以在膜中提供孔洞的步骤和/或将所得到的膜碾碎以提供薄片的步骤。以此方式，可得到具有不同结构和溶解性的膜产品，因为例如小薄片比大体积的膜材料更快地溶解于水溶液中。
当所得到的气味控制材料呈短纤维形式时，挤出可通过喷丝头进行，以提供线质量密度为1.7分特至10,000分特的纤维。所述纤维可用于例如吸收性产品的不同部分中以在所需位置中提供有效的气味控制。
当气味控制材料呈纤维网形式时，所述方法可进一步包括提供纤维网的步骤，所述纤维网是熔喷材料、纺粘材料或粗梳纤维网。这些非织造材料是本领域中熟知的，并且气味控制材料可按原样使用或作为不同非织造材料的层合物的一部分使用。
本发明进一步涉及一种吸收性产品，诸如尿布、卫生巾或失禁产品，其包括：背片，在使用所述产品时该背片远离佩带者的身体；顶片，在使用所述产品时该顶片紧邻佩带者的身体；以及位于所述顶片与背片之间的吸收性结构，其中所述产品包含本发明的气味控制材料。吸收性产品可包含另一个层，所述层是本发明的气味控制材料。以此方式，所述层可容易地并入吸收性产品中，以提供有效的气味控制。气味控制材料可以纤维或薄片形式包含于吸收性产品中，且所述纤维或薄片可包含于吸收性产品的吸收芯体中。以此方式，所述气味控制材料可以与液体接触，并且因此，所述气味控制剂从载体基质中释放，并由此可提供有效的气味控制。
本发明的这些和其它目的和优点更详细地描述于以下详细描述和权利要求书中。
详细描述
定义
气味控制剂意指能够吸附或吸收有气味物质的物质。
水不溶性意指一种物质不溶解于水或水溶液。
微粒意指由细碎分离的颗粒组成的固体物质。
热塑性意指一种材料在加热时变得可模制或柔软，并且在冷却时其回到固态而材料性质没有任何本质的变化。
载体基质意指承载和/或封闭微粒材料的物质或材料。
水溶性的意指一种物质在与水或例如尿液或血液等水溶液接触时能够溶解。在本说明书中，其进一步意指至少部分溶解以使得封闭在水溶性载体基质中的水不溶性颗粒从所述载体基质释放的水溶性的材料。
热成型意指一种工艺，其中热塑性材料被加热至成型温度，其中热塑性材料至少部分熔融，以使得它成为可模制成型的，然后形成具体的产品，诸如膜、纤维或细丝或纤维网，以及冷却。
挤出意指一种热成型，其中产品由诸如热塑性材料等可模制或可挤出的材料通过穿过具有所要截面的模具而连续地形成。
疏水性材料意指一种材料，当在平坦表面上测量时，其与水滴接触时水滴与表面的接触角等于或大于90°。
亲水性材料意指一种材料，当在平坦表面上测量时，其与水滴接触时水滴与表面的接触角小于90°。
根据本发明的气味控制材料由水不溶性微粒气味控制剂和用于所述气味控制剂的热塑性水溶性载体基质组成。根据本发明的气味控制材料的不同组分详细描述于以下说明书中。
气味控制剂
本发明的气味控制剂是微粒状的并且是水不溶性的。任何所述气味控制剂均可使用，且适合用于根据本发明的气味控制材料的气味控制剂包括呈粉末形式的疏水性气味控制材料，诸如活性炭。另外，沸石以及淀粉和基于淀粉的微粒试剂也适合在本发明中用作气味控制剂，沸石可以是天然沸石和合成沸石，诸如铝硅酸盐分子筛粉末；淀粉和基于淀粉的微粒试剂诸如不同类型的几丁质衍生物、某些海藻酸盐、直链淀粉，诸如V型直链淀粉。另外，气味控制剂可包括诸如膨润土等粘土、具有大比表面积的基于纤维素的结构以及硅藻土。另外，气味控制剂可以是聚合树脂材料、离子交换树脂以及聚苯乙烯衍生物。另外，某些金属氧化物粉末也可适用作气味控制剂。气味控制剂还可以是两种或更多种水不溶性微粒气味控制剂的混合物。
所述气味控制剂的颗粒的粒度根据ASTM D5158测量可以是约0.1-1000μm，优选是约1μm至约250μm。尺寸小于0.1μm的颗粒往往难以操作。另一方面，大于250μm的颗粒可使最终产品在使用气味控制剂的情况下感觉不舒服或不均匀，例如在吸收性产品中。因此，颗粒应充分细碎或小，使得它们不引起例如皮肤刺激。
颗粒的比表面积决定了可用于结合其它物质和/或与其它物质相互作用的面积或物质，或决定在一克物质中颗粒的总表面积。在本说明书中的比表面积限定为BET表面积。BET理论描述气体分子吸附至固体表面，并且基于关于吸附第一层的能量的假设。通过测量解吸之后氮气的体积来计算所述比表面积。所述方法由Brunauer、Emmett以及Teller(BET)发展出来。本领域技术人员可知道用于进行所述测量的常规仪器。
一般来说，用于本发明中的水不溶性微粒气味控制剂的BET比表面积可以是约5m2/g至约1500m2/g，优选大于约100m2/g，且优选是至少500m2/g。比表面积取决于产品的物理性质。举例来说，基于淀粉的微粒剂的BET比表面积可以是约5m2/g-500m2/g。另一方面，现今市场上的现有粉末活性炭(PAC)产品的表面积可以高达1500m2/g。颗粒的比表面积越大，对气味的吸附性越好。
微粒状和水不溶性气味控制剂可以是疏水性的，由此气味控制剂颗粒可吸附疏水性有气味的物质，而诸如尿的水溶液将运送颗粒而不会发生吸附。然而，在一些实施方式中，微粒气味控制剂还可以是亲水性的，或兼具疏水性和/或亲水性。所述气味控制剂的一个实例是V型直链淀粉。
本发明气味控制材料中的气味控制剂优选是活性炭，其也称为活性木炭、活性煤或碳活化物，因为活性炭作为气味控制剂非常有效。活性炭是一种形式的碳，它已被加工成使其多孔，因此具有非常大的表面积，这可用于吸附气味。活性炭可以微粒形式制备成粉末或细小细粒。
载体基质
载体基质是水溶性的并且包含一种或多种水溶性热塑性材料。它还可以包含水溶性添加剂和/或其它物质。
载体基质优选包含至少一种水溶性热塑性聚合物，并且可以是两种或更多种水溶性聚合物的混合物。不同水溶性聚合物可对不同工艺参数有影响，并且可例如提供平衡的水溶性、熔体可加工性、机械性质以及/或者物理性质。
水溶性载体基质在其与水溶液接触时溶解，从而使得封闭于水溶性载体基质中的水不溶性颗粒从载体基质中释放。载体基质至少部分溶解，使微粒状水不溶性气味控制剂(也称为颗粒)可与有气味的物质接触。优选地，水溶性材料完全溶解于水或水溶液中。
适合的水溶性聚合物可含有赋予聚合物水溶性的一种或多种亲水性官能团。所述官能团可以是例如羟基。适合的水溶性聚合物可以是例如聚氧化乙烯、聚乙烯醇、多糖、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯基吡啶以及聚乙烯吡咯烷。
可由氧化乙烯单体与其衍生物形成的聚氧化乙烯(PEO)的分子量约50,000至约1,000,000g/mol，并且优选在100,000-600,000(g/mol)之间。如果分子量过低，那么聚合物变得非常脆。然而，在本发明的一些实施方式中，脆性聚合物也是可用的。如果分子量过高，那么聚合物可变得难以溶解于水溶液中。聚氧化乙烯具有无毒、对热稳定的优点，它们对许多化学试剂是惰性的，并且它们不水解或劣化。
聚乙烯醇容易用于膜形成工艺中，并且是水溶性的。适合的聚乙烯醇聚合物的分子量可以是约3,500至约700,000(g/mol)。
多糖也可用于本发明的水溶性载体基质中。多糖可是是例如可溶于水的化学改性的淀粉，诸如糊精。淀粉可衍生自例如小麦、玉米、糯玉米、高粱、稻米以及糯米；马铃薯；根薯、甘薯以及竹芋。实例包括含有以下一种或多种的糖：葡萄糖、蔗糖、果糖、棉子糖、麦芽糖葡萄糖、半乳糖、木糖、麦芽糖、乳糖、甘露糖以及赤藓糖；糖醇，诸如赤藓糖醇、木糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇以及山梨糖醇；多元醇，例如乙二醇、甘油、丙二醇、二丙二醇、丁二醇以及己三醇等。
淀粉的分子量可在约3,000-1,000,000克/摩尔(g/mol)、优选约3,000-5,000g/摩尔范围内。
也可使用其它聚合物，诸如可由丙烯酰胺单体和其衍生物形成的聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、可由乙烯基吡啶单体形成的聚乙烯基吡啶，以及可由诸如乙烯基吡咯烷酮单体的单体形成的聚乙烯吡咯烷。
载体基质还可以包括水溶性添加剂，诸如增塑剂、稳定剂、改善分散性的试剂、pH调节剂或抗微生物物质。添加剂可影响载体基质材料的可加工性或可为材料提供增加的气味控制性质，例如如果载体基质的pH值可降低，或者如果抗微生物剂添加至载体基质中。
气味控制材料和其制备
本发明的气味控制材料是借助于热成型来得到，诸如挤出。载体基质的热塑性材料通常是以固体形式、例如以粒子形式提供。固体粒子可在熔融之前或在熔融之后或在加热热塑性材料至热成型或挤出温度之后与微粒气味控制剂掺混。载体基质材料与微粒气味控制剂混合以在热成型之前形成均匀分散体，然后分散体可例如被挤出以形成膜、纤维或纤维网，微粒气味控制剂均匀分布在其中。以此方式，就可以进一步在各种产品中加工和/或使用气味控制材料，同时将起尘问题减到最小，因为微粒气味控制剂被封闭在载体基质中。当载体基质与诸如尿的水溶液接触时就会溶解，由此非水溶性的气味控制剂从所述网中释放。以此方式，气味控制剂由载体基质封装并且受其保护，直至气味控制材料接触到水性液体。当颗粒从载体基质中释放时，整个颗粒可充当气味吸附或吸收剂，并且每个气味控制剂颗粒的全部表面积均可用于气味控制。
一般来说，微粒气味控制剂是不可熔融的。然而，如果微粒气味控制剂是可熔融的，那么载体基质的熔点应低于微粒气味控制剂的熔点，以便气味控制材料可通过热成型手段(例如借助于挤出)形成。载体基质材料的熔点可取决于所选热塑性材料的性质在70℃至约300℃范围内变化。举例来说，如果微粒气味控制剂的熔点是300℃，那么载体基质材料的熔点可低于例如约200℃，而加工温度应保持低于300℃。另外，如果气味控制剂是活性炭，那么可使用任何水溶性热塑性材料作为载体基质的材料，因为活性炭的熔点在3000℃以上。因此，微粒气味控制剂在气味控制材料的热成型期间应该不会熔化。
气味控制剂与水溶性材料的重量比可以是约1:10至10:1。微粒气味控制剂可以气味控制材料的总重量的约10wt.-％至约90wt.-％的量存在。
根据本发明的一个方面，气味控制材料可呈膜形式。膜可借助于诸如膜浇注、用平模进行模头挤出和/或压延、膜吹塑等挤出或如本领域中熟知的任何其它适合的挤出法来得到。在所有这些方法中，热塑性载体基质材料熔化并且与微粒气味控制剂掺混，然后被加热的混合物通过模头挤出以形成膜。可包括压延，以便为膜提供平滑或有纹理的表面。
举例来说，浇注膜加工涉及通过平模挤出熔融聚合物以形成薄膜。这种膜被用气刀或真空箱“拴(pin)”至冷却辊的表面。所述工艺以借助于重力馈料系统将塑料树脂馈送至一个或多个挤出机开始。材料通过挤出机被熔融和混合，过滤并且进料至模头系统。熔融聚合物行进穿过平模系统以接受其最终平膜形状。在离开模头之后，熔融幕帘立即进入冷却单元，其中使用水冷式冷却辊降低其温度以将膜冷冻。模头系统是由模头和进料段(如果所述工艺需要共挤出)形成或简单地由模头形成，如果所述工艺是单层挤出工艺的话。浇注膜制备是将聚合物转化成膜的领域中的技术人员所熟知的。
另外，压延是一种将大量熔融塑料置于辊之间，并且将其辊压以使其转变成薄片的工艺。辊是热的，并且保持塑料呈其半熔融状态，从而使其在其穿过彼此越来越靠近的辊筒时被辊压得越来越薄。当其在所要厚度下时，使其通过冷辊辊压，以使其能够变硬并且然后绕成卷。压延工艺是一种熟知用于例如PVC的工艺。
因此，用于制备膜的方法包括将微粒气味控制材料与水溶性载体基质材料在挤出机中混合，并通过在挤出机的熔融段中掺混材料，在所述熔融段中使得载体基质材料呈熔融或半熔融状态。然后，通过例如平模来将材料挤出以形成膜。膜的厚度可以是约10-2000μm。
呈膜形式的气味控制材料可在其收集或卷起之前被处理。膜可被冲孔或压延以制备不均匀的膜表面。膜中的孔洞或不规则性可改善载体基质溶解于水溶液中的能力，并且还可以改善材料的可加工性。然后，材料可卷起或切割成具有所需尺寸的薄片，并且按原样使用。膜材料还可以“碾碎”或切割成小片或薄片。薄片可与吸收液体的其它材料例如绒毛浆(fluff pulp)掺混。如果膜被碾成小片，那么可得到另一优点，因为诸如聚氧化乙烯等脆性聚合物也可用于形成膜，原因在于其对高拉伸强度没有要求。提供呈膜材料形式的气味控制材料具有许多优点。膜易于制备，其可以许多方式处理以提供不同种类的表面纹理，所述膜可按容易的方式被收集并且运送，以进一步制备最终产品。
根据本发明的另一个方面，气味控制材料呈纤维网形式。气味控制材料被挤出以形成纤维网。所形成的纤维网可以是熔喷纤维网、纺粘纤维网或粗梳纤维网，这些全部是本领域中熟知的常规纤维网。熔喷纤维网基本上是通过将热塑性材料熔融并且然后通过使用高速空气或另一种用于使细丝变细适当的力来制备。将细丝汇集至传送带上或收取筛网，以形成细纤维和自粘合网。粗梳纤维网是基本上在纤维挤出之后于粗梳(card)中形成，所述粗梳使纤维沿加工方向对准，此后将网粘合。纺粘网是基本上通过以均匀随机的方式将挤出的纺制细丝沉淀至收集带上，随后粘合纤维来制备。纤维网形式存在许多优点。所制备的纤维网可按原样使用，或其可以是包括于例如吸收性产品的最终产品中的层合物的一部分。纤维网易于在其它制造步骤中进行加工，并且另外纤维网可变成产品的整合部分。
根据本发明的另一个方面，气味控制材料可呈纤维形式，即细丝或短纤维，其长度是约1至40mm，线质量密度是1.7分特-10,000分特。优选地，纤维是短纤维并且长度是3-40mm并且线质量密度是10分特-2,000分特。然而，取决于水溶性热塑性材料针对水溶液的溶解性，纤维的线质量密度可变化。纤维越细，即线质量密度的值越低，纤维中的水溶性物质溶解得越快。纤维是通过挤出形成的。在制造方法中，纤维是通过迫使包括熔融热塑性材料和微粒气味控制剂的粘稠液体穿过喷丝头以形成具有所要长度的细丝或纤维来形成。将纤维冷却并且收集成捆。这些捆可然后用于制备例如吸收性产品，并且以均匀方式散布至吸收芯体。纤维的优点在于它们可与产品中、例如吸收性产品中所用的其它纤维掺混。
吸收性产品
气味控制材料可用于吸收性产品中。所述吸收性产品可具有以下结构。从最靠近佩带者的一侧开始是顶片，其可以是例如非织造织物。在顶片之下可布置任选的液体分布层、采集层。在液体分布层之下或直接在顶片之下(在不存在液体分布层的情况下)布置吸收芯体。举例来说，吸收芯体可以是包含超吸收性聚合物的压力粘合无尘芯(airlaid)。在芯体结构之下提供背片。背片可以是例如塑料膜。在背片外侧，可提供粘合带或胶水带，以使得在使用期间更容易紧固吸收性产品。然后布置隔离纸以保护胶水带。还可以在纵向边缘提供粘合任选的纺织品边缘、液体分布层以及背片的边封。边封还可以用于仅密封顶层和背片，从而封装其它层，诸如介于顶层与背片之间的吸收芯体。本发明的气味控制材料可存在于吸收性产品的任一层内部和附近，或其可散布于任一层的顶部，或其可与吸收芯体的纤维混合。不同实施方式的实例在附图1-9中示出。
吸收性产品可分为如例如WO2007067111中所定义的不同区。一般来说，产品可具有(a)湿润区，其意指在使用期间储存液体。湿润区包含吸收结构或吸收芯体。产品进一步具有(b)干燥区，其意指在使用期间是基本上干燥的。干燥区可由外边缘、带子、松紧带、背衬薄片、翼状物以及任选的立式皱裥的外部部分来界定，以及(c)与湿润区邻接的界面区，其由顶片接受液体的部分、任选的立式皱裥的内部部分、任选的采集层以及与湿润区邻接因而偶而湿润的其它部分来界定。本发明的气味控制材料可置于吸收性产品的任何区中。优选地，所述气味控制材料的布置使其与流体接触，即位于湿润区中和/或界面区中。
如上文所提到的，微粒气味控制剂可以是疏水性的。仅添加至吸收芯体中的疏水性颗粒可削弱液体分布，因为所述颗粒的表面难以润湿。该问题可通过本发明减小，因为疏水性颗粒被亲水性可润湿载体基质材料包围。
如上文所提到，本发明的气味控制材料可布置于吸收性产品中的任一处。然而，气味控制材料优选布置于产品中，以使其能够与例如尿的液体接触。如果气味控制材料包含在水性液体中具有高溶解度的载体基质中，那么气味控制材料在其与诸如身体汗液的少量液体接触时也会溶解。
气味控制材料还可以并入吸收芯体中。吸收芯体可由一个或多个去原纤化纤维素纤维的层，例如纤维素绒毛浆组成。芯体还可以包括其它材料，诸如非织造材料、泡沫材料或合成纤维材料。芯体还可以包含超吸收性材料，诸如超吸收性聚合物(SAP)，其可结合超吸收性材料重量若干倍的流体并形成含流体凝胶。芯体还可以包含其它组分，诸如粘结剂，形式稳定组分等。
吸收芯体中的浆状物可以经化学或物理处理以改变吸收性质。吸收层可具有压缩区和/或可在全部层中被压缩。还可以将吸收层包封于例如薄纱(tissue)材料的包裹体(envelop)中。在现有技术中，常见的是在吸收芯体中或例如在分布层中使用薄纱材料。
吸收芯体可包含多于一个的层，例如三个子层。子层主要包含浆状物。本发明的气味控制材料可包含于从芯体面向佩带者一侧来看的第一子层、第二子层和/或第三子层中。然而，本发明的气味控制材料优选布置于第一子层上或第一子层中以及包含超吸收性聚合物的层的顶部，使得可确保足够量的液体能够与气味控制材料接触，以使得载体基质溶解。并入芯体中的气味控制材料可呈短的短纤维或膜薄片的形式。膜碎片和/或纤维可与纤维素绒毛浆混合而用于芯体材料。
附图说明
根据本发明的不同实施方式的实例进一步说明于说明书附图中，其中：
图1示意性示出了包含呈膜形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图2示意性示出了包含呈冲孔膜形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图3示意性示出了包含呈膜薄片形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图4示意性示出了包含呈含于芯体中的纤维形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图5示意性示出了包含呈含于采集材料中的纤维形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图6示意性示出了包含呈非织造网形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图7和图8示意性示出了包含呈冲孔非织造物形式的本发明气味控制材料的吸收性产品的层。
图9示意性示出了实施例7中所用的测试装置。
具体实施方式
图1示出了吸收性产品的层的实例，其中一个层是本发明的气味控制材料。所述产品包含非织造材料的表面或顶层1，以及液体不能透过的背衬材料层2。在顶层1与背衬层2之间，在顶层1的下方提供采集材料层3a，以增强产品中的液体分布。根据本发明的呈膜形式的气味控制材料4提供于采集层3a下方和吸收芯体5的顶部。膜4具有光滑表面并且未冲孔。膜4可与诸如尿的液体接触，因此载体基质溶解且微粒气味控制剂释放。由此，可实现有效气味控制，并可阻止气味产生。
图2示出了本发明类似于图1的另一个实施方式，但其中膜材料层4a是冲孔的。膜的薄片4c也可存在于这个层中。产品的其它层是非织造材料的顶层1、吸收芯体5以及背衬材料层2。在顶层1下方，提供了采集材料层3b。
图3示出了本发明的另一个实施方式，其中提供了非织造材料的顶层1和背衬材料层2。在顶层1下方提供采集材料层3c。根据本发明的膜材料的薄片4c添加至吸收性产品的吸收芯体5中。在此实施方式中，还可使用脆性水溶性载体基质材料。
图4示出了另一实施方式，其中本发明的气味控制材料以纤维6a的形式提供。在此实施方式中，还提供了非织造材料的顶层1和背衬材料层2。顶层1的下方提供采集材料层3d。气味控制材料纤维6a与吸收芯体5的纤维掺混。借此气味控制材料可在一个步骤中添加至吸收性产品中，由此本发明的气味控制材料可以容易的方式用于现有工艺中。
又另一个实施方式显示于图5中。在此实施方式中，还提供了非织造材料的顶层1和背衬材料层2。在顶层1下方提供采集材料层3e，其中混合了呈纤维6b形式的气味控制材料。在采集材料3e下方提供吸收芯体5。
在图6中示出了一个实施方式，其中如上文提供了非织造材料的顶层1和背衬材料层2。在顶层1下方，提供了根据本发明的呈非织造物7a形式的气味控制材料。在非织造物7a下方提供吸收芯体5。气味控制材料以可卷成卷的非织造物形式提供，其易于用于现有工艺中，并且容易适合于在线制造工艺。
在图7和8中，提供了根据本发明的呈冲孔非织造网7b形式的气味控制材料。如以上关于图1-6中所示的实施方式，提供非织造材料的顶层1和背衬材料层2。在图7中，在顶层1下方提供冲孔非织造物。在冲孔非织造物下方提供吸收芯体5。在图8中，在吸收芯体下方和背衬材料层2上方提供另一个非织造物层7b。通过在非织造网中提供冲孔，载体材料的水溶性进一步增强。
实施例
在以下实施例中，制备了根据本发明的气味控制材料。以道尔顿(Da)表示的分子量大致对应于以克/摩尔表示的分子量。
实施例1
含有50重量％的活性炭与分子量为100,000Da的聚氧化乙烯(材料A)中的呈降低气味的薄片形式的根据本发明的气味控制材料的制备
将5g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末Norit SA2在烧杯中与5g也购自Sigma Aldrich的分子量为100,000Da的聚氧化乙烯粉末混合。将烧杯放置在130℃下烘箱中约1小时，以将聚氧化乙烯熔融。在这期间，使用不锈钢匙将掺混物手动混合。然后，将掺混物放置于两块特氟隆布以及预热钢板与预热钢筒之间，两者均使用约130℃的温度来将材料手动压成膜。这通过将特氟隆布放置于加热的板上并且将圆筒在布上滚动若干次，直至布之间的材料已挤压成膜来实现。然后，将材料冷却至室温，再将特氟隆布与具有活性炭颗粒的聚氧化乙烯膜分离。然后，将大致厚度为1mm的膜手动撕成大致面积为3mm*3mm的薄片。
实施例2
呈含有50重量％的活性炭于分子量为600,000Da的聚氧化乙烯(材料B)中的降低气味的薄片形式的根据本发明的气味控制材料的制备
将5g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末Norit SA2在烧杯中与5g也购自Sigma Aldrich的分子量为600,000Da的聚氧化乙烯粉末混合。将烧杯在烘箱中在130℃下放置约1小时，以将聚氧化乙烯熔融。在这期间，使用不锈钢匙将掺混物手动混合。然后，将掺混物放置于两块特氟隆布和预热钢板与预热钢筒之间，两者均使用约130℃的温度来将材料手动压成膜。这是通过将特氟隆布放置于加热板上并且将圆筒在布上滚动若干次，直至布之间的材料挤压成膜来实现。然后将材料冷却至室温，再将特氟隆布与具有活性炭颗粒的聚氧化乙烯膜分离。然后，将大致厚度为1mm的膜手动撕成大致面积为3mm*3mm的薄片。
实施例3
呈含有50重量％的活性炭于蔗糖与葡萄糖的混合物(材料C)中的降低气味的薄片形式的根据本发明的气味控制材料的制备.
将3.86g源自Dansukker公司的粒状糖放置于烧杯中并添加1.14g蒸馏水。将混合物在加热板上缓慢加热直至所有糖均已熔化。然后，添加1.14g购自当地食品店的商标名为Dextropur的葡萄糖，并将加热板的温度增加。当糖的温度已达到约152℃时，借助于不锈钢匙将5g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末Norit SA2手动混合至熔化的糖中。然后将混合物置于两块特氟隆布之间并，且在烘箱中在约150℃下保持约5分钟。然后将特氟隆布以及熔化的糖与活性炭的混合物放置于预热钢板上，温度为150℃。使用温度为约150℃的预热钢筒将材料手动压成膜。这是通过将圆筒在布上滚动若干次、直至布之间的材料已挤压成为膜来实现。然后将材料冷却至室温，再将特氟隆布与具有活性炭颗粒的糖膜分离。然后，将大致厚度为1mm的膜手动撕成大致面积为3mm*3mm的薄片。
实施例4
呈含有50重量％的活性炭于热塑性淀粉(材料D)中的降低气味的薄片形式的根据本发明的气味控制材料的制备
将2.14g源自Solam AD的淀粉Solcoat 55、2.14g源自Sigma Aldrich的尿素以及0.72g源自Sigma Aldrich的山梨糖醇添加于烧杯中。向此混合物中添加5g蒸馏水和5g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末NoritSA2。在充分混合之后，将烧杯放置于温度为150℃烘箱中。在此温度下，水首先蒸发，然后尿素与淀粉反应形成淀粉氨基甲酸酯。此用山梨糖醇增塑的改性淀粉具有热塑性。
然后，将掺混物放置于两块特氟隆布和预热钢板与预热钢筒之间，两者均使用约130℃的温度来将材料手动压成膜。这是通过将特氟隆布放置于加热板上并且将圆筒在布上滚动若干次，直至布之间的材料已挤压成为膜来实现。然后将材料冷却至室温，再将特氟隆布与具有活性炭颗粒的热塑性淀粉膜分离。然后，将大致厚度为1mm的膜手动撕成大致面积为3mm*3mm的薄片。
比较实施例5
未包括在本发明中的材料的比较实施例。含有50％的活性炭于苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(材料E)中的薄片的制备
将5g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末Norit SA2在烧杯中与10g源自Celanese公司的商标名为Mowilith TA2250S的苯乙烯-丙烯酸酯胶乳分散体混合。胶乳分散体具有在水中50％的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的含量。充分混合之后，将烧杯放置于150℃温度下的烘箱中持续约3h，以蒸发水分。然后，将活性炭于苯乙烯-丙烯酸酯共聚物中的混合物置于两块特氟隆布之间，并借助于具有加热板的压机来压制成膜。使用150℃的板温度并且对材料施加400kN的机械负荷持续约1分钟。然后将材料冷却至室温，再将特氟隆布与具有活性炭颗粒的苯乙烯-丙烯酸酯共聚物膜分离。然后，将大致厚度为1mm的膜手动撕成大致面积为3mm*3mm的薄片。
实施例6
聚合物载体基质的溶解
进行此测试以研究在一分钟内多少载体基质溶解于经调和(temper)的盐水溶液中。
材料∶
盐水溶液，温度35-37℃
Vortex设备IK MS2，速度1500rpm
试管15mL
滤纸，2层，Tork 23g/m2
漏斗
聚合物载体基质，厚度300-2000μm，具有50重量％的活性炭
Prov A聚氧化乙烯聚合物100,000Da
Prov B聚氧化乙烯聚合物600,000Da
Prov C蔗糖与葡萄糖的混合物
Prov D热塑性淀粉
Prov E苯乙烯-丙烯酸酯共聚物
将0.02g具有活性炭的聚合物载体基质添加至试管中。每种材料呈1至3片。将3ml经调和的盐水溶液倾入试管中，将其立即放置于Vortex上。1分钟之后，将试管的内容物过滤。过滤之后，将滤纸折叠起来,并就已溶解和/或软化且分布于滤纸上的材料的比例进行目视评估。
| 聚合物载体基质 | 分布率％ |
| Prov A | >90 |
| Prov B | >90 |
| Prov C | 100 |
| Prov D | 100 |
| Prov E | 0 |
表1
实施例7
含有50重量％的活性炭于分子量为600,000Da的聚氧化乙烯中的降低气味的丝线(thread)的制备
将10g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末Norit SA2在烧杯中与10g也购自Sigma Aldrich的分子量为600,000Da的聚氧化乙烯粉末混合。将烧杯在烘箱中在130℃下放置约1小时以将聚氧化乙烯熔融。在这期间，使用不锈钢匙将掺混物手动混合。然后将掺混物转移至参见图10的实验室装置中用于挤出丝线。此装置由内径d为18mm长度为约150mm的不锈钢管子10组成。具有一个直径0.8mm的孔洞11的喷嘴已附接于所述管子末端中之一。具有良好配合的活塞12插入管子中。然后，将挤出装置在烘箱中在温度150℃下保持约1小时。加热之后，通过借助于车间压机将活塞压制至管子中来制备丝线。具有活性炭颗粒的热聚氧化乙烯的丝线由此通过喷嘴被挤出。通过由周围空气的冷却作用而实现的温度降低使所述丝线快速变成固体。测量丝线的长度和重量，其平均纤维重量(线质量密度)确定为约9000分特。
实施例8
气味降低的测量
将根据实施例1-4制备的薄片添加至绒毛化浆(fluffed pulp)中，并且通过以下方法测定此混合物降低气味的能力。
将样品放置于60ml小瓶中，其后添加3.9ml源自Sigma的0.01M磷酸盐缓冲盐水溶液(pH 7.4)。然后添加具有DMS(二甲基硫醚)、DMDS(二甲基二硫醚)以及IVA(异戊醛)的0.1ml PEG300，使得3种带气味物质的总量是1000ng/ml。
在35℃下3小时之后，将SPME纤维(Supelco)(75μm Carboxen-PDMS)注入样品上方的顶部空间，并且在另外0.5小时之后，用具有MS检测器的气相色谱(GC)Thermo Finnigan Trace分析SPME纤维。测定具有被处理的浆状物和未处理的参考浆状物的样品中每种带气味物质的峰面积。GC设定是：
GC的温度程序：30℃(7min)；3℃/min-70℃(0min)，40℃/min-250℃(7min)。
柱子：ZB-624(Zebron)，30m，0.25mm内径，1.40μm膜厚度
入口温度：250℃。
输送管线：220℃。
模式：不分流
MS：SIM(单离子监测)。当分析DMS、IVA以及DMDS时，检测到以下质量数：45、46、47、57、58、61、62、79、86以及94。
由等式[1]计算每种气味物质的气味降低：
气味降低＝(1-A1/A0)x 100％
其中，A1＝实际样品的峰面积
A0＝具有纯绒毛化浆的样品的峰面积
为根据以上所描述的方法测量气味降低，通过将International Paper公司制备的名称为IP RW超软绒毛浆的卷式绒毛浆(roll fluff pulp)进行干式去原纤化来制备绒毛化浆。然后制备含有1g此绒毛化浆的样品并且测定其降低气味的能力。作为比较样品，将1g绒毛化浆与0.3g由Sigma-Aldrich供应的活性炭粉末Noril SA2混合。通过将1g绒毛化浆与根据本发明的薄片混合来制备样品3-6。因为这些薄片的活性炭含量为50重量％，所以添加0.6g至每个样品中。这意味着样品2-6全部均含有0.3g活性炭。所有制备的样品描述于表2中。
| 样品号 | 内容物 |
| 1 | 1g绒毛化浆 |
| 2 | 1g绒毛化浆+0.3g活性炭 |
| 3 | 1g绒毛化浆+0.6g来自实施例1的薄片 |
| 4 | 1g绒毛化浆+0.6g来自实施例2的薄片 |
| 5 | 1g绒毛化浆+0.6g来自实施例3的薄片 |
| 6 | 1g绒毛化浆+0.6g来自实施例4的薄片 |
表2.
描述于表2中的样品的降低气味的能力是通过分析在将含有这些化合物的测试溶液注射至具有不同样品的小瓶中之后，在样品上方的气相中的三种相关带气味物质(二甲基硫醚、二甲基二硫醚以及异戊醛)的浓度来测定。气味降低是根据等式[1]，通过比较实际样品的峰面积与样品1的峰面积来计算。这一研究的结果显示于以下表3-5中。
表3.源自GC分析的相对峰面积和所计算的二甲基硫醚的减少
| 样品号 | 相对峰面积 | 计算的气味降低 |
| 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 |
表4.源自GC分析的相对峰面积和所计算的二甲基二硫醚的减少
| 样品号 | 相对峰面积 | 计算的气味降低 |
| 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 |
表5.源自GC分析的相对峰面积和所计算的异戊醛的减少
如表3-5中可见，含有0.3g活性炭的样品2与各自含有含相同量的活性炭的根据本发明的气味控制材料的样品3-6的气味降低都高。这些实施例显示可避免使用细粉末，而不会气味降低有负面影响。
本发明各个方面和实施方式当然可在本发明范围内进行修改。为进一步说明本发明，提供其随后的实施例，然而其不应解释为使如由随附权利要求书所定义的预期保护范围变窄。
Claims (22)
1.一种气味控制材料，其由水不溶性微粒气味控制剂和封装所述气味控制剂的热塑性水溶性载体基质组成，其中所述载体基质在与水溶液接触时溶解，并且，其中所述气味控制材料借助于挤出而得到，并且呈膜、纤维或细丝、或纤维网的形式。
2.根据权利要求1所述的气味控制材料，其中所述水溶液是尿。
3.根据前述权利要求1所述的气味控制材料，其中所述微粒气味控制剂是活性炭、沸石或基于淀粉的微粒气味控制剂。
4.根据权利要求3所述的气味控制材料，其中所述微粒气味控制剂是活性炭。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的气味控制材料，其中所述热塑性水溶性载体基质包含水溶性聚合物，该水溶性聚合物为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、多糖、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯基吡啶以及聚乙烯吡咯烷或其混合物。
6.根据权利要求5所述的气味控制材料，其中所述水溶性聚合物是改性淀粉。
7.根据权利要求5所述的气味控制材料，其中所述水溶性聚合物是糖或糖醇。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的气味控制材料，其中所述水溶性载体基质包含增塑剂、稳定剂、改善分散性的试剂、pH调节剂或抗微生物物质。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的气味控制材料，其中载体基质与气味控制剂的重量比是1:10至10:1。
10.根据权利要求中1-3任一项所述的气味控制材料，其中所述气味控制材料呈膜的形式，并且其厚度是10微米至2000微米。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的气味控制材料，其中所述气味控制材料呈纤维的形式，所述纤维是短纤维，其纤维长度是1mm至40mm，并且线质量密度是1.7分特至10,000分特。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的气味控制材料，其中所述气味控制材料是非织造纤维网。
13.一种用于制备根据权利要求1-12中任一项所述的气味控制材料的方法，其包括以下步骤∶
i.提供呈固体形式的水溶性热塑性载体基质材料；
ii.提供呈固体形式的微粒气味控制剂；
iii.将所述微粒气味控制剂与所述载体基质材料掺混，以提供均匀分散体，其中所述微粒气味控制剂是固体；
iv.将所述载体基质材料加热至70℃-300℃的熔融温度，以至少部分熔融所述载体基质材料，其中所述微粒气味控制剂保持为固体；
v.挤出所述均匀分散体以形成膜、纤维或纤维网；
vi.将挤出的材料冷却；
vii.收集所形成的材料。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所得到的气味控制材料是膜。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：将所述膜冲孔以在膜中提供孔洞的步骤，和/或将所得到的膜碾碎以提供薄片的步骤。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所得到的气味控制材料呈短纤维形式，其中所述挤出是通过喷丝头进行，以提供线质量密度为1.7分特至10,000分特的纤维。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述方法进一步包括提供纤维网的步骤，所述纤维网是熔喷材料、纺粘材料或粗梳纤维网。
18.一种吸收性产品，其包括：背片，在使用所述产品时该背片远离佩带者的身体；顶片，在使用所述产品时该顶片紧邻佩带者的身体；以及位于所述顶片与所述背片之间的吸收性结构，其中所述产品包含根据权利要求1-12中任一项所述的气味控制材料。
19.根据权利要求18所述的吸收性产品，其中所述产品是尿布、卫生巾或失禁产品。
20.根据权利要求18所述的吸收性产品，其中所述吸收性产品包含另一层，所述层是根据权利要求1-12中任一项所述的气味控制材料。
21.根据权利要求18所述的吸收性产品，其中所述气味控制材料以纤维或薄片形式包含于所述吸收性产品中。
22.根据权利要求21所述的吸收性产品，其中所述纤维或薄片包含于所述吸收性产品的吸收芯体中。
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