DE10054650A1 - Backsheet für Hygieneartikel - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft Backsheets für Hygieneartikel, enthaltend eine Folie aus biologisch abbaubarem Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine Wasserdampfpermeabilität von 100 bis 5000 g/m·2·/24h, gemessen nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von 38 DEG C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%, und ein Elastizitätsmodul von 20 bis 300 MPa, gemessen nach ISO 527 bei einer Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min, hat, und das biologisch abbaubare Polymer ein teilaromatischer Polyester ist. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung weitere Backsheets für Hygieneartikel, die Verwendung des Backsheets zur Herstellung von Hygieneartikeln sowie Hygieneartikel.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Backsheets für Hygieneartikel,
enthaltend eine Folie aus biologisch abbaubarem Polymer, dadurch
gekennzeichnet, daß
die Folie eine Wasserdampfpermeabilität von 100 bis 5000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%, und ein Elastizitätsmodul von 20 bis 300 MPa, gemessen nach ISO 527 bei einer Prüfge schwindkigkeit vom 1 mm/min. hat,
und das biologisch abbaubare Polymer ein teilaromatischer Poly ester ist, der aufgebaut ist aus
die Folie eine Wasserdampfpermeabilität von 100 bis 5000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%, und ein Elastizitätsmodul von 20 bis 300 MPa, gemessen nach ISO 527 bei einer Prüfge schwindkigkeit vom 1 mm/min. hat,
und das biologisch abbaubare Polymer ein teilaromatischer Poly ester ist, der aufgebaut ist aus
- A) einer Säurekomponente aus
- 1. 50 bis 70 mol% mindestens einer aliphatischen oder min destens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen davon
- 2. 30 bis 50 mol% mindestens einer aromatischen Dicarbon säure oder deren esterbildendem Derivat oder Mischungen davon und
- 3. 0 bis 5 mol% einer sulfonatgruppenhaltigen Verbindung,
- B) einer Diolkomponente aus mindestens einem C2- bis C12-Alkandiol
oder einem C5- bis C10-Cycloalkandiol oder Mischungen davon
und gewünschtenfalls darüber hinaus eine oder mehrere Kompo nenten ausgewählt aus - C) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden Dihydroxy
verbindung der Formel I
HO[(CH2)n-O]m-H (I)
in der n für 2, 3 oder 4 und m für eine ganze Zahl von 2 bis 250 stehen, - 2. mindestens einer Hydroxycarbonsäure der Formel IIa oder
IIb
in der p eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und r eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und G für einen Rest steht, der ausge wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)q-, wo bei q eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet, -C(R)H- und -C(R)HCH2, wobei R für Methyl oder Ethyl steht - 3. mindestens einem Amino-C2- bis C12-alkanol oder minde stens einem Amino-C5- bis C10-cycloalkanol oder Mischungen davon
- 4. mindestens einem Diamino-C1- bis C8-Alkan
- 5. mindestens einem 2,2'-Bisoxazolins der allgemeinen Formel
III
wobei R1 eine Einfachbindung, eine (CH2)z-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4, oder eine Phenylengruppe bedeutet - 6. mindestens einer Aminocarbonsäure ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus den natürlichen Aminosäuren, Poly
amiden mit einem Molekulargewicht von höchstens 18000 g/
mol, erhältlich durch Polykondensation einer Dicarbon
säure mit 4 bis 6 C-Atomen und einem Diamin mit 4 bis 10
C-Atomen, Verbindungen der Formeln IV a und IVb
in der s eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und T für einen Rest steht, der ausge wählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)n-, wo bei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, -C(R2)H- und -C(R2)HCH2, wobei R2 für Methyl oder Ethyl steht,
und Polyoxazolinen mit der wiederkehrenden Einheit V
in der R3 für Wasserstoff, C1-C6-Alkyl, C5-C8-Cycloalkyl, unsubstituierten oder mit C1-C4-Alkylgruppen bis zu dreifach substituiertes Phenyl oder für Tetrahydrofuryl steht,
und - 1. mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden Dihydroxy
verbindung der Formel I
- D) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,
- 2. mindestens eines Isocyanates
- 3. mindestens eines Divinylethers
Weiterhin betrifft die Erfindung weitere Backsheets für Hygiene
artikel, die Verwendung der Backsheets zur Herstellung von Hygie
neartikeln sowie Hygieneartikel.
Unter Hygieneartikel sind Artikel zur Absorption von Körper
flüssigkeiten und Körperauscheidungen wie Urin oder Fäkalien zu
verstehen. Insbesondere sind unter Hygieneartikeln Einwegwindeln
für Babies, Säuglinge oder Kleinkinder, Damenbinden und Einwegar
tikel zur Anwendung bei Inkontinenz Erwachsener zu verstehen.
Hygieneartikel sind bekannt. Sie weisen in der Regel einen mehr
schichtigen Aufbau auf. Üblicherweise besitzen sie mindestens
eine zur Körperseite gerichtete wasserdurchlässige Deckschicht
(Topsheet), mindestens eine Zwischenschicht, die in aller Regel
die Absorptionsmittel zur Absorption der Körperausscheidungen
beinhaltet, und mindestens eine zur Kleidungsseite gerichtete
wasserundurchlässige Rückschicht (Backsheet).
Die einzelnen Schichten können aus einer oder mehreren Komponen
ten, beispielsweise Folien, Non-Wovens, Geweben oder Partikeln
bestehen.
In WO 97/48358 werden Hygieneartikel beschrieben, die ein flüs
sigkeitsundurchlässiges und dampfdurchlässiges Backsheet, ein
flüssigkeitsdurchlässiges Topsheet und eine dazwischenliegende
Absorptionsschicht aufweisen, wobei das Backsheet eine Folie mit
definiertem Gewicht und ein Non-Woven mit definierter Zugfestig
keit aufweist. Da die offenbarten Folien mit definiertem Gewicht
bevorzugt aus Polyolefin bestehen und damit nicht biologisch
abbaubar sind, müssen die genannten Hygieneartikel aufwendig ent
sorgt werden.
EP-A1 569154 beschreibt Windeln, bei denen Topsheet und Backsheet
aus Non-Woven bestehen, wobei die Non-Wovens aus biologisch
abbaubaren aliphatischen Polyestern hergestellt werden. Derartige
biologisch abbaubare aliphatische Polyester haben jedoch Nach
teile bezüglich ihrer mechanischen und physikalischen Eigenschaf
ten wie Flexibilität, Schmelztemperatur oder Viskosität.
WO 96/15173 beschreibt biologisch abbaubare teilaromatische Poly
ester, die 5 bis 65 mol-% bzw. 5 bis 80 mol-%, jeweils bezogen
auf die insgesamt eingesetzten Säuren, Terephthalsäure enthalten.
Diese biologisch abbaubaren teilaromatischen Polyester können als
Folie oder Beschichtung in Backsheets von Windeln angewendet wer
den. Allerdings ist ihre Haftung auf beispielsweise Beschich
tungsunterlagen, Non-Wovens oder Absorptionsschicht oder Topsheet
verbesserungswürdig.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde,
flüssigkeitsundurchlässige und dampfdurchlässige Backsheets für
Hygieneartikel zur Verfügung zu stellen, die biologisch abbaubar
sind, verbesserte mechanische und physikalische Eigenschaften be
sitzen und die eine verbesserte Haftung zwischen den einzelnen
Komponenten des Backsheets und/oder zwischen Backsheet und den
anderen Schichten des Hygieneartikels aufweisen.
Diese Aufgabe wird von den erfindungsgemäßen Backsheets für Hy
gieneartikel gelöst.
Die erfindungsgemäßen Backsheets für Hygieneartikel werden im
folgenden näher beschrieben.
Die Angabe "biologisch abbaubare Polymere" soll alle Polymere um
fassen, die unter die in DIN V 54900 gegebene Definition der Bio
abbaubarkeit fallen, insbesondere kompostierbare Polymere.
Im allgemeinen bedeutet die biologische Abbaubarkeit, daß die
Polymere in einer angemessenen und nachweisbaren Zeitspanne zer
fallen. Der Abbau kann hydrolytisch und/oder oxidativ erfolgen
und zum überwiegenden Teil durch die Einwirkung von Mikroorganis
men wie Bakterien, Hefen, Pilzen und Algen bewirkt werden. Die
biologische Abbaubarkeit lässt sich z. B. dadurch bestimmen, dass
Polymerfolien mit Kompost gemischt und für eine bestimmte Zeit
gelagert werden. Gemäß ASTM D 5338, ASTM D 6400 und DIN V 54900
wird CO2-freie Luft beispielsweise durch gereiften Kompost während
des Kompostierens strömen gelassen und dieser einem definierten
Temperaturprogramm unterworfen. Hierbei wird die biologische
Abbaubarkeit über das Verhältnis der Netto-CO2-Freisetzung der
Probe (nach Abzug der CO2-Freisetzung durch den Kompost ohne
Probe) zur maximalen CO2-Freisetzung der Probe (berechnet aus dem
Kohlenstoffgehalt der Probe) als biologische Abbaubarkeit defi
niert. Die Polymere, die biologisch abbaubar sind, zeigen in der
Regel schon nach wenigen Tagen der Kompostierung deutliche Abbau
erscheinungen wie Pilzbewuchs, Riss- und Lochbildung.
Prinzipiell können die als biologisch abbaubare Polymere einge
setzten Stoffe, die in den erfindungsgemäßen Hygieneartikeln ent
halten sein können, natürlichen oder ganz oder teilweise künstli
chen Ursprungs sein.
Biologisch abbaubare Polymere natürlichen Ursprungs, die in den
erfindungsgemäßen Hygieneprodukten enthalten sein können, sind
z. B. Schellack, Stärke oder Cellulose oder deren Folgeprodukte
wie Papier oder Pappe. Diese können mit physikalischen und/oder
chemischen Methoden modifiziert sein. Zu den bevorzugten Polyme
ren natürlichen Ursprungs zählt Stärke, thermoplastisch ver
arbeitbare Stärke oder Stärkeverbindungen wie Stärkeether.
Als biologisch abbaubare Polymere ganz oder teilweise künstlichen
Ursprungs, die in den erfindungsgemäßen Hygieneprodukten enthal
ten sein können, kommen beispielsweise biologisch abbaubare Poly
ester in Betracht. Beispiele für biologisch abbaubare Polyester
sind Cellulosederivate wie Celluloseester, z. B. Celluloseacetat,
Celluloseacetatbutyrat, Stärkeester sowie Polyester, insbesondere
aliphatische Homo- und Copolyester und teilaromatische Polyester.
Diese haben in der Regel ein Molekulargewicht Mn im Bereich von
1000 bis 100000 g/mol, bevorzugt 2000 bis 75000 g/mol, besonders
bevorzugt 5000 bis 50000 g/mol.
Geeignet sind selbstverständlich auch Mischungen oder Blends der
vorgenannten biologisch abbaubaren Polymere.
Polymere Umsetzungsprodukte der Milchsäure können als biologisch
abbaubare Polyester eingesetzt werden. Diese sind an sich bekannt
oder können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden.
Neben Polylactid können auch Co- oder Blockcopolymere auf der Ba
sis von Milchsäure und weiteren Monomeren verwendet werden. Meist
werden lineare Polylactide eingesetzt. Es können aber auch ver
zweigte Milchsäurepolymerisate verwendet werden. Als Verzweiger
können z. B. mehrfunktionelle Säuren oder Alkohole dienen. Bei
spielhaft können Polylactide genannt werden, die im wesentlichen
aus Milchsäure oder deren C1- bis C4-Alkylester oder deren
Mischungen sowie mindestens einer aliphatischen C4- bis
C10-Dicarbonsäure und mindestens einem C3- bis C10-Alkanol mit
drei bis fünf Hydroxygruppen erhältlich sind.
Weitere Beispiele für biologisch abbaubarer Polyester, die in den
erfindungsgemäßen Hygieneprodukten enthalten sein können, sind
aliphatische Polyester. Zu diesen zählen Homopolymere aliphati
scher Hydroxycarbonsäuren oder Lactone aber auch Copolymere oder
Blockcopolymere unterschiedlicher Hydroxycarbonsäuren oder
Lactonen oder deren Mischungen. Diese aliphatischen Polyester
können daneben als Bausteine Diole und/oder Isocyanate enthalten.
Darüber hinaus können die aliphatischen Polyester auch Bausteine
enthalten, die sich von tri- oder mehrfunktionellen Verbindungen
wie Epoxiden, Säuren oder Triolen ableiten. Letzere Bausteine
können einzeln oder es können mehrere davon oder auch zusammen
mit den Diolen und/oder Isocyananten in den aliphatischen Poly
estern enthalten sein.
Verfahren zur Herstellung aliphatischer Polyester sind dem
Fachmann bekannt. Die aliphatischen Polyester weisen im allge
meinen Molekulargewichte Mn im Bereich von 1000 bis 100 000 g/mol
auf.
Zu den besonders bevorzugten aliphatischen Polyestern zählt Poly
caprolacton.
Poly-3-hydroxybutansäureester und Copolymere der 3-Hydroxybutan
säure oder deren Mischungen mit der 4-Hydroxybutansäure und der
3-Hydroxyvaleriansäure, insbesondere einem Gewichtsanteil von bis
zu 30, bevorzugt bis zu 20 Gew.-% der letztgenannten Säure, sind
besonders bevorzugte aliphatische Polyester. Zu den geeigneten
Polymeren dieses Typs zählen auch die mit R-stereospezifischer
Konfiguration wie sie aus der WO 96/09402 bekannt sind. Polyhy
droxybutansäureester oder deren Copolymeren können mikrobiell
hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung aus verschiedenen
Bakterien und Pilzen sind z. B. den Nachr. Chem Tech. Lab. 39,
1112-1124 (1991) zu entnehmen, ein Verfahren zur Herstellung
sterospezifischer Polymerer ist aus der WO 96/09402 bekannt.
Des weiteren können auch Blockcopolymere aus den genannten
Hydroxycarbonsäuren oder Lactonen, deren Mischungen, Oligomeren
oder Polymeren eingesetzt werden.
Weitere aliphatische Polyester, die in den erfindungsgemäßen Hy
gieneprodukten enthalten sein können, sind solche, die aus ali
phatischen oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren oder deren
Mischungen und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen oder
deren Mischungen aufgebaut sind. Erfindungsgemäß können sowohl
statistische als auch Blockcopolymere verwendet werden.
Geeignete aliphatischen Dicarbonsäuren haben im allgemeinen 2 bis
10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatome. Sie
können sowohl linear als auch verzweigt sein. Die im Rahmen der
vorliegenden Erfindung verwendbare cycloaliphatische Dicarbon
säuren sind in der Regel solche mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen
und insbesondere solche mit 8 Kohlenstoffatomen. Prinzipiell kön
nen jedoch auch Dicarbonsäuren mit einer größeren Anzahl an
Kohlenstoffatomen, beispielsweise mit bis zu 30 Kohlenstoff
atomen, eingesetzt werden.
Beispielhaft zu nennen sind: Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutar
säure, 2-Methylglutarsäure, 3-Methylglutarsäure, Adipinsäure,
Pimelinsäure, Acelainsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, 2,2-Dime
thylglutarsäure, Suberinsäure, 1,3-Cyclopentandicarbonsäure,
1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure,
Diglykolsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und 2,5-Norbornandicar
bonsäure, worunter Adipinsäure bevorzugt ist.
Als esterbildende Derivate der oben genannten aliphatischen
oder cycloaliphatischen Dicarbonsäuren, die ebenso verwendbar
sind, sind insbesondere die Di-C1- bis C6-Alkylester, wie
Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl, Di-isopropyl, Di-n-butyl, Di
iso-butyl, Di-t-butyl, Di-n-pentyl-, Di-iso-pentyl oder Di-n-he
xylester zu nennen. Anhydride der Dicarbonsäuren können ebenfalls
eingesetzt werden.
Dabei können die Dicarbonsäuren oder deren esterbildenden
Derivate, einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon ein
gesetzt werden.
Beispiele der in Betracht kommenden aliphatischen Polyester sind
aliphatische Copolyester wie sie in der WO 94/14870 beschrieben
sind, insbesondere aliphatische Copolyester aus Bernsteinsäure,
dessen Diester oder deren Mischungen mit anderen aliphatischen
Säuren bzw. Diestern wie Glutarsäure und Butandiol oder
Mischungen aus diesem Diol mit Ethylenglycol, Propandiol oder
Hexandiol oder deren Mischungen.
Aliphatische Polyester dieser Art weisen im allgemeinen Moleku
largewichte Mn im Bereich von 1000 bis 100000 g/mol auf.
Ebenso können die aliphatischen Polyester statistische oder
Block-Copolyester sein, die weitere Monomere enthalten. Der
Anteil der weiteren Monomeren beträgt in der Regel bis zu
10 Gew.-%. Bevorzugte Comonomere sind Hydroxcarbonsäuren oder
Lactone oder deren Mischungen.
Selbstverständlich können auch Mischungen aus zwei oder mehr
Comonomeren und/oder weiteren Bausteinen, wie Epoxiden oder mehr
funktionellen aliphatischen oder aromatischen Säuren oder mehr
funktionellen Alkoholen zur Herstellung der aliphatischen Poly
ester eingesetzt werden.
Des weiteren können die biologisch abbaubaren Polyester, die in
den erfindungsgemäßen Hygieneprodukten enthalten sein können,
auf teilaromatischen Polyestern basieren. Bevorzugt sind die
teilaromatischen Polyester in den erfindungsgemäßen Backsheets
der Hygieneartikel enthalten. Unter teilaromatischen Polyestern
sollen auch Polyesterderivate verstanden werden wie Polyether
ester, Polyesteramide oder Polyetheresteramide. Zu den geeigneten
biologisch abbaubaren teilaromatischen Polyestern gehören lineare
nicht kettenverlängerte Polyester (WO 92/09654). Bevorzugt werden
kettenverlängerte und/oder verzweigte teilaromatische Polyester.
Letztere sind aus den eingangs genannten Schriften WO 96/15173
bis 15176, und aus WO 96/21689 bis 21692, 25446, 25448 oder der.
WO 98/12242, bekannt, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.
Mischungen unterschiedlicher teilaromatischer Polyester kommen
ebenso in Betracht wie Blends von teilaromatischen Polyestern mit
Stärke oder modifizierter Stärke, Celluloseestern oder Poly
lactid.
Zu den besonders bevorzugten teilaromatischen Polyestern zählen
teilaromatische Polyester, die als wesentliche Komponenten
- A) eine Säurekomponente aus
- 1. 50 bis 70 mol% mindestens einer aliphatischen oder min destens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen davon
- 2. 30 bis 50 mol% mindestens einer aromatischen Dicarbon säure oder deren esterbildendem Derivat oder Mischungen davon und
- 3. 0 bis 5 mol% einer sulfonatgruppenhaltigen Verbindung,
- B) eine Diolkomponente ausgewählt aus mindestens einem C2- bis C12-Alkandiol und mindestens einem C5- bis C10-Cycloalkandiol oder Mischungen davon
und gewünschtenfalls darüber hinaus eine oder mehrere Komponenten
ausgewählt aus
- A) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden Dihydroxy
verbindung der Formel I
HO-[CH2)n-O]m-H (I)
in der n für 2, 3 oder 4 und m für eine ganze Zahl von 2 bis 250 stehen - 2. mindestens einer Hydroxycarbonsäure oder Formel IIa oder
IIb
in der p eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und r eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und G für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)q-, wobei q eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet, -C(R)H- und -C(R)HCH2, wobei R für Methyl oder Ethyl steht - 3. mindestens einem Amino-C2- bis C12-alkanol oder minde stens einem Amino-C5- bis C10-cycloalkanol oder Mischungen davon
- 4. mindestens einem Diamino-C1- bis C8-Alkan
- 5. mindestens einem 2,2'-Bisoxazolins der allgemeinen Formel
III
wobei R1 eine Einfachbindung, eine (CH2)z-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4, oder eine Phenylengruppe bedeutet - 6. mindestens einer Aminocarbonsäure ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus den natürlichen Aminosäuren, Poly
amiden mit einem Molekulargewicht von höchstens 18000 g/
mol, erhältlich durhc Polykondensation einer Dicarbon
säure mit 4 bis 6 C-Atomen und einem Diamin mit 4 bis 10
C-Atomen, Verbindungen der Formeln IV a und IVb
in der s eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und T für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)n-, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, -C(R2)H- und -C(R2)HCH2, wobei R2 für Methyl oder Ethyl steht,
und Polyoxazolinen mit der wiederkehrenden Einheit V
in der R3 für Wasserstoff, C1-C6-Alkyl, C5-C8-Cycloalkyl, unsubstituierten oder mit C1-C4-Alkylgruppen bis zu dreifach substituiertes Phenyl oder für Tetrahydrofuryl steht,
und - 1. mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden Dihydroxy
verbindung der Formel I
- B) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,
- 2. mindestens eines Isocyanates
- 3. mindestens eines Divinylethers
Die Säurekomponente A der bevorzugten teilaromatischen Polyester
enthält von 50 bis 70, insbesondere von 52 bis 60 mol% a1 und von
30 bis 50, insbesondere von 40 bis 48 mol% a2.
Als aliphatische, bzw. cycloaliphatische Säuren und die entspre
chenden Derivate a1 kommen die oben genannten in Betracht. Beson
ders bevorzugt wird Adipinsäure oder Sebacinsäure deren jeweili
gen esterbildenden Derivate oder Mischungen davon eingesetzt. Be
sonders bevorzugt wird Adipinsäure oder deren esterbildende
Derivate, wie deren Alkylester oder deren Mischungen eingesetzt.
Als aromatische Dicarbonsäure a2 sind im allgemeinen solche mit
8 bis 12 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise solche mit 8 Kohlen
stoffatomen zu nennen. Beispielhaft erwähnt seien Terephthal
säure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthoesäure und 1,5-Naphthoesäure
sowie esterbildende Derivate davon. Dabei sind insbesondere die
Di-C1-C6-Alkylester, z. B. Dimethyl-, Diethyl-, Di-n-propyl-, Di
iso-propyl, Di-n-butyl-, Di-iso-butyl, Di-t-butyl, Di-n-pentyl-,
Di-iso-pentyl oder Di-n-hexylester zu nennen. Die Anhydride der
Dicarbonsäuren a2 sind ebenso geeignete esterbildende Derivate.
Prinzipiell können jedoch auch aromatische Dicarbonsäuren a2 mit
einer größeren Anzahl an Kohlenstoffatomen, beispielsweise bis zu
20 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden.
Die aromatischen Dicarbonsäuren oder deren esterbildende Derivate
a2 können einzeln oder als Gemisch aus zwei oder mehr davon ein
gesetzt werden. Besonders bevorzugt wird Terephthalsäure oder
deren esterbildende Derivate wie Dimethylterephthalat, verwendet.
Als sulfonatgruppenhaltige Verbindung setzt man üblicherweise ein
Alkali- oder Erdalkalimetallsalz einer sulfonatgruppenhaltigen
Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate ein, bevorzugt
Alkalimetallsalze der 5-Sulphoisophthalsäure oder deren
Mischungen, besonders bevorzugt das Natriumsalz.
Im allgemeinen werden die Diole B unter verzweigten oder linearen
Alkandiolen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 4 bis 6
Kohlenstoffatomen, oder Cycloalkandiolen mit 5 bis 10 Kohlen
stoffatomen ausgewählt.
Beispiele geeigneter Alkandiole sind Ethylenglykol, 1,2-Propan
diol, 1,3-Propandiol, 1,2-Butandiol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentan
diol, 2,4-Dimethyl-2-ethylhexan-1,3-diol, 2,2-Dimethyl- 1,3-pro
pandiol, 2-Ethyl-2-butyl-1,3-propandiol, 2-Ethyl-2-isobutyl-
1,3-propandiol, 2,2,4-Trimethyl-1,6-hexandiol, insbesondere
Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol und 2,2-Dimethyl-
1,3-propandiol (Neopentylglykol); Cyclopentandiol, 1,4-Cyclo
hexandiol, 1,2-Cyclohexandimethanol, 1,3-Cyclohexandimethanol,
1,4-Cyclohexandimethanol oder 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutan
diol. Es können auch Mischungen unterschiedlicher Alkandiole
verwendet werden.
Abhängig davon ob ein Überschuß an Säure- oder OH-Endgruppen ge
wünscht wird, kann entweder die Komponente A oder die Komponente
B im Überschuß eingesetzt werden. Nach einer bevorzugten Aus
führungsform kann das Molverhältnis der eingesetzten Komponenten
A zu B im Bereich von 0,4 : 1 bis 1,5 : 1, bevorzugt im Bereich von
0,6 : 1 bis 1,1 : 1 liegen.
Neben den Komponenten A und B können die Polyester, auf denen die
erfindungsgemäßen biologisch abbaubare Backsheets und Hygienear
tikel basieren, weitere Komponenten enthalten.
Als Dihydroxyverbindungen c1 setzt man bevorzugt Diethylenglykol,
Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Poly
tetrahydrofuran (Poly-THF), besonders bevorzugt Diethylenglykol,
Triethylenglykol und Polyethylenglykol, ein, wobei man auch
Mischungen davon oder Verbindungen, die unterschiedliche Varia
blen n aufweisen (siehe Formel I), beispielsweise Polyethylen
glykol, das Propyleneinheiten (n = 3) enthält, beispielsweise er
hältlich durch Polymerisation nach an sich bekannten Methoden von
zuerst Ethylenoxid und anschließend mit Propylenoxid, besonders
bevorzugt ein Polymer auf Basis von Polyethylenglykol, mit unter
schiedlichen Variablen n, wobei Einheiten gebildet aus Ethylen
oxid überwiegen. Das Molekulargewicht (Mn) des Polyethylenglykols
wählt man in der Regel im Bereich von 250 bis 8000, bevorzugt von
600 bis 3000 g/mol.
Nach einer der bevorzugten Ausführungsformen können beispiels
weise von 15 bis 98, bevorzugt 60 bis 99,5 mol% der Diole B und
0,2 bis 85, bevorzugt 0,5 bis 30 mol% der Dihydroxyverbindungen
c1, bezogen auf die molare Menge von B und c1, für die Herstel
lung der teilaromatischen Polyester verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Hydroxycarbon
säure c2) ein: Glycolsäure, D-, L-, D,L-Milchsäure, 6-Hydroxyhe
xansäure, deren cyclische Derivate wie Glycolid
(1,4-Dioxan-2,5-dion), D-, L-Dilactid (3,6-dimethyl-1,4-
dioxan-2,5-dion), p-Hydroxybenzoesäure sowie deren Oligomere und
Polymere wie 3-Polyhydroxybuttersäure, Polyhydroxyvaleriansäure,
Polylactid (beispielsweise als Natureworks® (Fa. Cargill-Dow) er
hältlich) sowie eine Mischung aus 3-Polyhydroxybuttersäure und
Polyhydroxyvaleriansäure (letzteres ist unter dem Namen Biopol®
von Zeneca erhältlich), besonders bevorzugt für die Herstellung
von teilaromatischen Polyester die niedermolekularen und cycli
schen Derivate davon.
Die Hydroxycarbonsäuren können beispielsweise in Mengen von 0,01
bis 50, bevorzugt von 0,1 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Menge an
A und B verwendet werden.
Als Amino-C2-C12-alkanol oder Amino-C5-C10-cyloalkanol (Komponente
c3), wobei hierunter auch 4-Aminomethylcyclohexanmethanol fallen
soll, setzt man bevorzugt Amino-C2-C6-alkanole wie 2-Aminoethanol,
3-Aminopropanol, 4-Aminobutanol, 5-Aminopentanol, 6-Aminohexanol
sowie Amino-C5-C6-cyloalkanole wie Aminocyclopentanol und Aminocy
clohexanol oder Mischungen davon ein.
Als Diamino-C1-C8-alkan (Komponente c4) setzt man bevorzugt Diami
no-C4-C6-alkane ein wie 1,4-Diminobutan, 1,5-Diaminopentan und
1,6-Diaminohexan (Hexamethylendiamin, "HMD").
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann von 0,5 bis 99,5,
bevorzugt von 70 bis 98,0 mol% der Diolkomponente B, 0,5 bis
99,5, bevorzugt 0,5 bis 50 mol% c3 und von 0 bis 50, bevorzugt
von 0 bis 35 mol% c4, bezogen auf die Molmenge von B, c3 und c4,
für die Herstellung der teilaromatischen Polyester eingesetzt
werden.
Die 2,2'-Bisoxazoline c5 der allgemeinen Formel III sind im
allgemeinen erhältlich durch das Verfahren aus Angew. Chem. Int.
Edit., Vol. 11 (1972), S. 287-288. Besonders bevorzugte Bisoxa
zoline sind solche, in denen R1 eine Einfachbindung, eine
(CH2)q-Alkylengruppe, mit q = 2,3 oder 4 wie Methylen,
Ethan-1,2-diyl, Propan-1,3-diyl, Propan-1,2-diyl, oder eine
Phenylengruppe bedeutet. Als besonders bevorzugte Bisoxazoline
seien 2,2'-Bis(2-oxazolin), Bis(2-oxazolinyl)methan,
1,2-Bis(2-oxazolinyl)ethan, 1,3-Bis(2-oxazolinyl)propan oder
1,4-Bis(2-oxazolinyl)butan, insbesondere 1,4-Bis(2-oxazoli
nyl)benzol, 1,2-Bis(2-oxazolinyl)benzol oder 1,3-Bis(2-oxazoli
nyl)benzol genannt.
Zur Herstellung der teilaromatischen Polyester können beispiels
weise von 70 bis 98 mol% B1 bis 30 mol% c3 und 0,5 bis 30 mol% c4
und 0,5 bis 30 mol% c5, jeweils bezogen auf die Summe der Mol
mengen der Komponenten B1, c3, c4 und c5, verwendet werden. Nach
einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist es möglich von 0,1
bis 5, bevorzugt 0,2 bis 4 Gew.-% c5, bezogen auf das Gesamtge
wicht von A und B, einzusetzen.
Als Komponente c6 können natürliche Aminocarbonsäuren verwendet
werden. Zu diesen zählen Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin,
Methionin, Phenylalanin, Tryptophan, Lysin, Alanin, Arginin, As
partamsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Prolin,
Serin, Tryosin, Asparagin oder Glutamin.
Bevorzugte Aminocarbonsäuren der, allgemeinen Formeln IVa und IVb
sind die, worin s eine ganze Zahl von 1 bis 1000 und t eine ganze
Zahl von 1 bis 4, bevorzugt 1 oder 2 bedeuten und T ausgewählt
ist aus der Gruppe Phenylen und -(CH2)n-, wobei n 1, 5 oder 12 be
deutet.
Ferner kann c6 auch ein Polyoxazolin der allgemeinen Formel V
sein. C6 kann aber auch eine Mischung unterschiedlicher Amino
carbonsäuren und/oder Polyoxazoline sein.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann c6 in Mengen von 0,01
bis 50, bevorzugt von 0,1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamt
menge der Komponenten A und B, eingesetzt werden.
Als weitere Komponenten, die optional zur Herstellung der teil
aromatischen Polyester eingesetzt werden können, zählen
Verbindungen d1, die mindestens drei zur Esterbildung befähigte
Gruppen enthalten.
Die Verbindungen d1 enthalten bevorzugt drei bis zehn funktio
nelle Gruppen, welche zur Ausbildung von Esterbindungen fähig
sind. Besonders bevorzugte Verbindungen d1 haben drei bis sechs
funktionelle Gruppen dieser Art im Molekül, insbesondere drei bis
sechs Hydroxylgruppen und/oder Carboxylgruppen. Beispielhaft
seien genannt:
Weinsäure, Citronensäure, Äpfelsäure;
Trimethylolpropan, Trimethylolethan;
Pentaerythrit;
Polyethertriole;
Glycerin;
Trimesinsäure;
Trimellitsäure, -anhydrid;
Pyromellitsäure, -dianhydrid und
Hydroxyisophthalsäure.
Weinsäure, Citronensäure, Äpfelsäure;
Trimethylolpropan, Trimethylolethan;
Pentaerythrit;
Polyethertriole;
Glycerin;
Trimesinsäure;
Trimellitsäure, -anhydrid;
Pyromellitsäure, -dianhydrid und
Hydroxyisophthalsäure.
Die Verbindungen d1 werden in der Regel in Mengen von 0,01 bis
15, bevorzugt 0,05 bis 10, besonders bevorzugt 0,1 bis 4 mol%,
bezogen auf die Komponente A eingesetzt.
Als Komponente d2 werden ein oder eine Mischung unterschiedlicher
Isocyanate eingesetzt. So können aromatische oder aliphatische
Diisocyanate eingesetzt werden. Es können aber auch höher funk
tionelle Isocyanate verwendet werden.
Unter einem aromatischen Diisocyanat d2 werden im Rahmen der vor
liegenden Erfindung vor allem Toluylen-2,4-diisocyanat,
Toluylen-2,6-diisocyanat, 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat,
2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat,
Naphthylen-1,5-diisocyanat oder Xylylen-diisocyanat verstanden.
Darunter werden 2,2'-, 2,4'- sowie 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
als Komponente d2 besonders bevorzugt. Im Allgemeinen werden
letztere Diisocyanate als Mischung eingesetzt.
Als dreikerniges Isocyanat d2 kommt auch Tri(4-isocyanophe
nyl)methan in Betracht. Die mehrkernigen aromatischen Diiso
cyanate fallen beispielsweise bei der Herstellung von ein oder
zweikernigen Diisocyanaten an.
In untergeordneten Mengen, z. B. bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Komponente d2, kann die Komponente d2
auch Urethiongruppen, beispielsweise zum Verkappen der Isocyanat
gruppen, enthalten.
Unter einem aliphatischen Diisocyanat d2 werden im Rahmen der
vorliegenden Erfindung vor allem lineare oder verzweigte Alkylen
diisocyanate oder Cycloalkylendiisocyanate mit 2 bis 20 Kohlen
stoffatomen, bevorzugt 3 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B. 1,6-Hexa
methylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat oder Methylen
bis(4-isocyanatocyclohexan), verstanden. Besonders bevorzugte
aliphatische Diisocyanate d2 sind 1,6-Hexamethylendiisocyanat und
Isophorondiisocyanat.
Zu den bevorzugten Isocyanuraten zählen die aliphatischen Iso
cyanurate, die sich von Alkylendiisocyanaten oder Cycloalkylendi
isocyanaten mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 3 bis
12 Kohlenstoffatomen, z. B. Isophorondiisocyanat oder Methylen
bis(4-isocyanatocyclohexan), ableiten. Dabei können die Alkylen
diisocyanate sowohl linear als auch verzweigt sein. Besonders
bevorzugt werden Isocyanurate, die auf n-Hexamethylendiisocyanat
basieren, beispielsweise cyclische Trimere, Pentamere oder höhere
Oligomere des n-Hexamethylendiisocyanats.
Im allgemeinen wird die Komponente d2 in Mengen von 0,01 bis 5,
bevorzugt 0,05 bis 4 mol.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 4 mol.-%
bezogen auf die Summe der Molmengen von A und B verwendet.
Als Divinylether d3 kann man im allgemeinen alle üblichen und
kommerziell erhältlichen Divinylether einsetzen. Bevorzugt
verwendet werden 1,4-Butandiol-divinylether, 1,6-Hexandiol-divi
nylether oder 1,4-Cyclohexandimethanol-divinylether oder
Mischungen davon.
Bevorzugt werden die Divinylether in Mengen von 0,01 bis 5, ins
besondere von 0,2 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von
A und B, eingesetzt.
Beispiele bevorzugter teilaromatischer Polyester basieren auf den
folgenden Komponenten
A, B, d1
A, B, d2
A, B, d1, d2
A, B, d3
A, B, c1
A, B, c1, d3
A, B, c3, c4
A, B, c3, c4, c5
A, B, d1, c3, c5
A, B, c3, d3
A, B, c3, d1
A, B, c1, c3, d3
A, B, c2
A, B, d1
A, B, d2
A, B, d1, d2
A, B, d3
A, B, c1
A, B, c1, d3
A, B, c3, c4
A, B, c3, c4, c5
A, B, d1, c3, c5
A, B, c3, d3
A, B, c3, d1
A, B, c1, c3, d3
A, B, c2
Darunter sind teilaromatische Polyester, die auf A, B, d1 oder A,
B, d2 oder auf A, B, d1, d2 basieren besonders bevorzugt. Nach
einer anderen bevorzugten Ausführungsform basieren die teilaroma
tischen Polyester auf A, B, c3, c4, c5 oder A, B, d1, c3, c5.
Die Herstellung der teilaromatischen Polyester ist an sich be
kannt oder kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen.
Die bevorzugten teilaromatischen Polyester sind charakterisiert
durch ein Molekulargewicht (Mn) im Bereich von 1000 bis
100000, insbesondere im Bereich von 2000 bis 75000 g/mol, bevor
zugt im Bereich von 5000 bis 50000 g/mol und einem Schmelzpunkt
im Bereich von 60 bis 170, bevorzugt im Bereich von 80 bis 150°C.
Die genannten aliphatischen und/oder teilaromatischen Polyester
können Hydroxy- und/oder Carboxylendgruppen in jedem beliebigen
Verhältnis aufweisen. Die genannten aliphatischen und/oder teil
aromatischen Polyester können auch endgruppenmodifiziert werden.
So können beispielsweise OH-Endgruppen durch Umsetzung mit
Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, Trimellithsäure, Trimellith
säureanhydrid, Pyromellithsäure oder Pyromellithsäureanhydrid
säuremodifiziert werden.
Die biologisch abbaubaren Polymere können Zusatzstoffe enthalten,
die man während des Polymerisationsvorganges in irgendeine Stufe
oder nachträglich, beispielsweise in eine Schmelze der Polymere,
einarbeiten kann. Beispielhaft werden Stabilisatoren, Neutralisa
tionsmittel, Gleit- und Trennmittel, Antiblockmittel,
Nukleierungsmittel, Farbstoffe oder Füllstoffe genannt.
Bezogen auf die Polymere kann man von 0 bis 80 Gew.-% Zusatz
stoffe zusetzen. Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise Füll
stoffe wie z. B. Talkum, Stabilisatoren, Nukleierungsmittel, oder
Gleit- und Formtrennmittel. Solche Zusatzstoffe sind z. B. in
Kunststoff-Handbuch, Bd. 3/1, Carl Hanser Verlag, München, 1992,
S5. 24 bis 28 ausführlich beschrieben.
Beispiele für Füllstoffe sind teilchenförmige Substanzen wie Tal
kum, Calciumcarbonat, Tonmineralien, Calciumsulfat, Bariumsulfat,
Titandioxid, Ruß, Ligninpulver, Eisenoxid, die auch als farb
gebende Bestandteile wirken können, sowie Fasermaterialien, z. B.
Zellulosefasern, Sisal- und Hanffasern. Der Anteil an Füllstoffen
beträgt in der Regel 0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt
gewicht des Polymers, bevorzugt 0,5 bis 40 Gew.-%, insbesondere
1 bis 30 Gew.-%. Die mittlere Teilchengröße der zugesetzten Füll
stoffe beträgt in der Regel 1 bis 100 µm, bevorzugt 1 bis 50 µm,
besonders bevorzugt 2 bis 20 µm.
Stabilisatoren sind z. B. Tocopherol (Vitamin E), organische
Phosphorverbindungen, Mono-, Di- und Polyphenole, Hydrochinone,
Diarylamine, Thioether, Melamin oder Harnstoff. Als Antiblock
mittel kommen z. B. Talkum, Kreide, Glimmer oder Siliciumoxide in
Betracht. Gleit- und Formtrennmittel sind in der Regel Substanzen
auf Basis von Kohlenwasserstoffen, Fettalkoholen, höheren Carbon
säuren, Metallsalzen höherer Carbonsäuren wie Calcium- oder Zink
stearat, Fettsäureamide wie Erucasäureamid und Wachstypen, z. B.
Paraffinwachse, Bienenwachs, Montanwachse und dergleichen. Bevor
zugte Trennmittel sind Erucasäureamid und/oder Wachstypen und be
sonders bevorzugt Kombinationen dieser beiden Trennmittelarten.
Bevorzugte Wachstypen sind Bienenwachse und Esterwachse, ins
besondere Glycerinmonostearat.
Die Verfahren zur Herstellung von Folien, Non-Wovens oder Be
schichtungen aus den biologisch abbaubaren Polymeren, die in den
erfindungsgemäßen Backsheets und/oder Hygieneartikeln enthalten
sind, sowie die Verfahren zur Herstellung von Backsheets und/oder
Hygieneartikeln sind dem Fachmann bekannt.
So können beispielsweise Folien aus den biologisch abbaubaren,
thermoplastischen Polymeren durch Extrusion oder Coextrusion,
Chill-Roll-Extrusion oder durch Blasformen erhalten werden.
Die jeweilige Dicke der Folie liegt üblicherweise im Bereich von
5 bis 500 µm und insbesondere im Bereich von 10 bis 100 µm.
Die biologisch abbaubare Polymerfolien können bei oder nach ihrer
Herstellung verstreckt werden. Durch den Streckvorgang können
biologisch abbaubare Polymerfolien mit erhöhter Standzeit, d. h.
geringer Neigung zum Zerfall bei Gebrauch, bei gleicher biologi
scher Abbaubarkeit, erhalten werden. Die biologisch abbaubaren
Polymerfolien können sowohl monoaxial als auch biaxial gereckt
werden. Im allgemeinen beträgt das Reckverhältnis in der Längs
richtung mindestens 1 : 1,5. Meist liegt es nicht oberhalb von
1 : 10. Bevorzugt liegt das Reckverhältnis im Bereich von 1 : 1,5 bis
1 : 5. Das Reckverhältnis in der Querrichtung beträgt im allge
meinen von 1 : 1,5 bis 1 : 10, bevorzugt von 1 : 1,5 bis 1 : 5.
Verfahren zum Verstrecken von Folien sind dem Fachmann bekannt
(siehe z. B. US-A 3,456,044).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Folien
aus biologisch abbaubaren teilaromatischen Polyestern, die
teilchenförmige Füllstoffe enthalten, gestreckt, wodurch feine
Perforationen in der Folie entstehen, durch die die Wasserdampf
permeabilität eingestellt werden kann.
Die Folien aus biologisch abbaubarem teilaromatischem Polyester,
die in den erfindungsgemäßen Backsheets und in den erfindungs
gemäßen Hygieneartikeln enthalten sind, haben eine hohe Wasser
dampfpermeabilität von 100 bis 5000 g/m2/24 h, bevorzugt 200 bis
4000 g/m2/24 h, besonders bevorzugt 300 bis 3000 g/m2/24 h, gemessen
nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen
Luftfeuchtigkeit von 90%, und ein Elastizitätsmodul von 20 bis
300 MPa, bevorzugt 30 bis 200 MPa, besonders bevorzugt 40 bis
100 MPa, gemessen nach ISO 527 bei einer Prüfgeschwindigkeit von
1 mm/min. d. h., sie besitzen eine hohe Flexibilität.
Non-Wovens aus biologisch abbaubaren Polymeren, die in den
erfindungsgemäßen Backsheets und/oder Hygieneartikeln enthalten
sein können, lassen sich beispielsweise nach den in EP-A1 569154
beschriebenen Methoden herstellen. Vorzugsweise enthält das Non-
Woven zur Gewährleistung einer Mindeststärke mindestens eine
Schicht aus meltblown Fasermaterial. Beispielsweise enthält das
Non-Woven spunbond/meltblown Material oder spunbond/meltblown/
spunbond Material, das durch gewöhnliche spunbond/meltblown-Tech
nologie hergestellt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein be
schichtetes Non-Woven aus jeglichem Material als Beschichtungsun
terlage erhalten werden, das die notwendige Festigkeit aufweist.
So kann das Non-Woven beispielsweise als Fasergemisch aus Poly
olefinfasern erhalten werden. Darüberhinaus kann die Non-Woven
schicht aus einer Komposition von Natur- und/oder Synthesefa
sern gebildet sein. Bevorzugt wird ein Non-Woven aus Fasern oder
Fasergemischen aus biologisch abbaubaren Fasern wie Papierfasern,
Cellulosefasern oder Fasern aus biologisch abbaubaren Polymeren
hergestellt. Anschließend wird das Non-Woven nach dem Fachmann
bekannten Verfahren mit biologisch abbaubaren teilaromatischen
Polyestern beschichtet, beispielsweise durch Walzen, Streichen,
Spritzen oder Gießen.
Die beschichteten oder unbeschichteten Non-Wovens, die in den
erfindungsgemäßen Backsheets und in den erfindungsgemäßen Hygie
neartikeln enthalten sind, haben eine hohe Wasserdampfpermeabili
tät von 100 bis 5000 g/m2/24 h, bevorzugt 200 bis 4000 g/m2/24 h,
besonders bevorzugt 300 bis 3000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F
1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen Luftfeuch
tigkeit von 90%.
Bei den erfindungsgemäßen Backsheets handelt es sich um eine at
mungsaktive, wasserdampfdurchlässige, jedoch wasserundurchlässige
Schicht, die eine ein- oder mehrlagige Anordnung der beschriebe
nen Folien aus biologisch abbaubaren teilaromatischen Polyestern
oder eine ein- oder mehrlagige Anordnung der beschriebenen unbe
schichteten oder beschichteten Non-Wovens oder eine ein- oder
mehrlagige Anordnung der beschriebenen Folien aus biologisch
abbaubaren teilaromatischen Polyestern und der beschriebenen
unbeschichteten oder beschichteten Non-Wovens enthält.
Die verschiedenen Lagen in mehrlagigen Anordnungen werden nach
dem Fachmann bekannten Methoden aneinander gebunden. Beispielhaft
seien an dieser Stelle Wärmebehandlung, insbesondere bis zum Auf
schmelzen mindestens einer Komponente, Beschallung oder Zusatz
von Klebstoffen oder Adhäsiven, beispielsweise wasserlösliche
oder wassersensitive Adhäsive, Latex-Adhäsive, Schmelzadhäsive
oder lösungsmittelbasierte Adhäsive genannt.
Die erfindungsgemäßen Backsheets sind biologisch abbaubar, haben
verbesserte mechanische und physikalische Eigenschaften, ins
besondere eine verbesserte Flexibilität, und besitzen eine ver
besserte Haftung sowohl zwischen den einzelnen Komponenten des
Backsheets als auch zwischen Backsheet und den anderen Schichten
des Hygieneartikels.
Die erfindungsgemäßen Backsheets werden zur Herstellung von Hy
gieneartikeln verwendet.
Aufbau und Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Hygie
neartikel sind dem Fachmann bekannt. In der Regel liegt im Hygie
neartikel eine Kombination aus flüssigkeitsundurchlässigem Backs
heet, flüssigkeitsdurchlässigem Topsheet und Absorptionsschicht
vor. Die Absorptionsschicht wird zwischen Topsheet und Backsheet
fixiert. Optional können elastische Bündchen und selbstklebende
Verschlüsse im Hygieneartikel integriert werden.
Beim Topsheet handelt es sich um eine weiche, die Haut nicht rei
zende Schicht. Das Topsheet ist wasserdurchlässig und erlaubt
einen schnellen Durchsatz in die nachfolgende Absorptionsschicht.
Das Topsheet kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materia
lien hergestellt werden, wie beispielsweise poröse Schäume, per
forierte synthetische Filme, Naturfasern (Cellulose-, Baumwoll
fasern), Synthesefasern (Polyester-, Polypropylenfasern) oder
einer Kombination aus Naturfasern und Synthesefasern. Vorzugs
weise wird das Topsheet aus hydrophobem Material hergestellt, um
die Haut des Anwenders von wäßrigen Flüssigkeiten zu schützen.
Bevorzugt besteht das Topsheet der erfindungsgemäßen Hygienearti
kel aus biologisch abbaubarem Material, besonders bevorzugt aus
biologisch abbaubaren teilaromatischen Polyestern. Das Topsheet
kann auf unterschiedlichem Wege hergestellt werden, wie
beispielsweise als Woven, Non-Woven, versponnenes oder gekämmtes
Fasergemisch. Bevorzugt wird gekämmtes Fasergemisch eingesetzt,
das thermisch zum Topsheet gebunden wird. Das Flächengewicht des
Topsheets beträgt bevorzugt 18 bis 25 g/m2, eine Zugfestigkeit von
mindestens 400 g/cm im trockenen Zustand und 55 g/cm im nassen
Zustand.
Die Absorptionsschicht kann auf vielerlei, dem Fachmann bekannten
Wegen und aus unterschiedlichen, dem Fachmann ebenfalls bekann
ten, Materialien hergestellt werden. Bevorzugt gelangt eine ab
sorbierende Zusammensetzung zum Einsatz, die aus hochquellfähigen
Hydrogelen und Fluff zusammengesetzt ist. Besonders bevorzugt
werden die hochquellfähigen Hydrogele in eine Fasermatrix aus Na
tur und/oder Synthesefasern eingebaut. Besonders bevorzugt be
steht die Fasermatrix der Absorptionsschicht aus biologisch ab
baubarem Material, besonders bevorzugt aus biologisch abbaubaren
teilaromatischen Polyestern. Die in die Absorptionsschicht einzu
setzenden hydrophilen, hochquellfähigen Hydrogele sind ins
besondere Polymere aus (co)polymerisierten hydrophilen Monomeren,
Pfropf(co)polymere von einem oder mehreren hydrophilen Monomeren
auf eine geeignete Pfropfgrundlage, vernetzte Cellulose- oder
Stärkeether, vernetzte Carboxymethylcellulose, teilweise vernetz
tes Polyalkylenoxid oder in wäßrigen Flüssigkeiten quellbare Na
turprodukte, wie beispielsweise Guarderivate, Alginate und Carra
geenane. Geeignete Pfropfgrundlagen können natürlichen oder syn
thetischen Ursprungs sein.
Bevorzugt handelt es sich um Polymere, die Struktureinheiten ent
halten, die sich von Acrylsäure oder deren Estern ableiten, oder
die durch Pfropf(co)polymerisation von Acrylsäure oder Acryl
säureestern auf eine wasserlösliche Polymermatrix erhalten wur
den.
Die Absorptionskapazität der Absorptionsschicht ist im allge
meinen dem Anwendungsgebiet angepaßt (beispielsweise Babywindel,
Inkontinenzbereich).
Topsheet und Backsheet werden in einer geeigneten Weise,
beispielsweise wie bei der Anbindung der verschiedenen Lagen un
tereinander zur Herstellung der Backsheets beschrieben, in einer
dem Fachmann bekannten Herstellungsart aneinandergefügt. Die Ab
sorptionsschicht wird zwischen Topsheet und Backsheet positio
niert.
Bevorzugt sind im wesentlichen alle zur Herstellung der Hygiene
artikel verwendeten Materialien biologisch abbaubar, damit
beispielsweise eine vollständige Kompostierung des Hygienearti
kels ohne Abtrennung nicht-abbaubarer Anteile möglich ist.
Das Molekulargewicht Mn der Polymeren wurde wie folgt bestimmt:
lSmg der Polymeren wurden in 10 ml Hexafluoroisopropanol (HFIP)
gelöst. Jeweils 125 µl dieser Lösung wurden mittels Gel
permeationschromatographie (GPC) analysiert. Die Messungen wurden
bei Raumtemperatur durchgeführt. Für die Elution wurde HFIP +
0,05 Gew.-% Trifluoroessigsäure-Ka-Salz verwendet. Die Elutions
geschwindigkeit betrug 0,5 ml/min. Dabei wurde folgende Säulen
kombination verwendet (alle Säulen hergestellt von Fa. Showa
Denko Ltd., Japan): Shodex® HFIP-800P (Durchmesser Bmm, Länge
5 cm), Shodex® HFIP-803 (Durchmesser 8 mm, Länge 30 cm), Shodex®
HFIP-803 (Durchmesser Bmm, Länge 30 cm). Die Polymere wurden
mittels eines RI-Detektors (Differential-Refraktometrie)
detektiert. Die Kalibrierung erfolgte mit eng verteilten Polyme
thylmethacrylat-Standards mit Molekulargewichten von Mn = 505 bis
Mn = 2.740.000. Ausserhalb dieses Intervalls liegende Elutionsbe
reiche wurden durch Extrapolation bestimmt.
Die Dicke der Polymerfolien wurde mit einem Gerät Digitrix 2 der
Firma Helios Meßtechnik GmbH u. Co. KG vermessen.
Die Wasserdampfpermeabilität wurde mit einer Trägergasmethode an
Folien mit einer Dicke von 10 µm nach ASTM F 1249 bei einer
Temperatur von 38 W und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%,
bestimmt (Prüfgerät: Mocon Permatran W 600).
Der Elastizitätsmodul als Maß für die Flexibilität wurde an
Folien mit einer Dicke von 50 µm nach ISO 527 bei einer Prüfge
schwindigkeit vom 1 mm/min bestimmt.
Die biologische Abbaubarkeit wurde nach DIN V 54900 bestimmt. Da
nach wird ein Stoff als biologisch abbaubar eingestuft, wenn nach
90 Tagen ein Abbaugrad von größer als 90% (Quotient aus frei
gesetztem CO2 und theoretisch freizusetzendem CO2) erreicht wird.
Zur Ermittlung der Haftfähigkeit wurde jeweils ein Cellulosevlies
mit einer bis fast zum Schmelzpunkt des jeweiligen Polymers er
wärmten Polymerfolie beschichtet. 15 Minuten nach Abkühlung der
Beschichtung wurden Cellulosevlies und Polymerfolie wieder manu
ell getrennt. War diese Trennung leicht durchführbar, wurde die
entsprechende Polymerfolie bezüglich ihrer Haftfähigkeit als
"schlecht" eingestuft, war die Trennung nur schwer durchführbar,
wurde die entsprechende Polymerfolie bezüglich ihrer Haftfähig
keit als "gut" eingestuft.
Polymer 1:
Teilaromatischer Polyester, der wie folgt hergestellt wurde: 87,3 kg Dimethylterephthalat, 80,3 kg Adipinsäure, 117 kg 1,4-Butan diol und 0,2 kg Glycerin wurden zusammen mit 0,028 kg Tetrabutyl orthotitanat (TBOT) gemischt, wobei das Molverhältnis zwischen Alkoholkomponenten und Säurekomponente 1,30 betrug. Das Reakti onsgemisch wurde auf eine Temperatur von 180°C erhitzt und bei dieser Temperatur 6 h lang umgesetzt. Anschließend wurde die Temperatur auf 240°C erhöht und die überschüssige Dihydroxy verbindung unter Vakuum über einen Zeitraum von 3 h abdestilliert. Anschließend wurden bei 240°C 0,9 kg Hexamethylendiisocyanat in nerhalb 1 h langsam zudosiert.
Der so erhaltene teilaromatische Polyester 1 wies ein Molekular gewicht Mn
Teilaromatischer Polyester, der wie folgt hergestellt wurde: 87,3 kg Dimethylterephthalat, 80,3 kg Adipinsäure, 117 kg 1,4-Butan diol und 0,2 kg Glycerin wurden zusammen mit 0,028 kg Tetrabutyl orthotitanat (TBOT) gemischt, wobei das Molverhältnis zwischen Alkoholkomponenten und Säurekomponente 1,30 betrug. Das Reakti onsgemisch wurde auf eine Temperatur von 180°C erhitzt und bei dieser Temperatur 6 h lang umgesetzt. Anschließend wurde die Temperatur auf 240°C erhöht und die überschüssige Dihydroxy verbindung unter Vakuum über einen Zeitraum von 3 h abdestilliert. Anschließend wurden bei 240°C 0,9 kg Hexamethylendiisocyanat in nerhalb 1 h langsam zudosiert.
Der so erhaltene teilaromatische Polyester 1 wies ein Molekular gewicht Mn
von 23000 g/mol auf.
Polymer 2:
Dem oben beschriebenen Polyester 1 wurden 30 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Polyesters 1, Talkum zugegeben. Diese Mischung wurde mittels eines Zweischneckenextruders zu einer Formmasse, Polyester 2, verarbeitet.
Polymer V1:
Aliphatischer Polyester zum Vergleich, der hergestellt wurde aus 80 mol-% Bernsteinsäure und 20 mol-% Adipinsäure, jeweils bezogen auf die insgesamt eingesetzte Säuremenge, und 100 mol-% Butan diol, bezogen auf die insgesamt eingesetzte Diolmenge.
Polymer V2:
Polylactid
Polymer V3:
Low Density Polyethylen
Polymer V4:
Es wurde ein teilaromatischer Polyester wie bei Polymer 1 be schrieben hergestellt, jedoch wurden die Mengen an Dimethyl terephthalat und Adipinsäure so gewählt, daß bezogen auf die Summe dieser beiden Komponenten 52 mol-% Dimethylterephthalat und 48 mol-% Adipinsäure eingesetzt wurden.
Polymer 2:
Dem oben beschriebenen Polyester 1 wurden 30 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Polyesters 1, Talkum zugegeben. Diese Mischung wurde mittels eines Zweischneckenextruders zu einer Formmasse, Polyester 2, verarbeitet.
Polymer V1:
Aliphatischer Polyester zum Vergleich, der hergestellt wurde aus 80 mol-% Bernsteinsäure und 20 mol-% Adipinsäure, jeweils bezogen auf die insgesamt eingesetzte Säuremenge, und 100 mol-% Butan diol, bezogen auf die insgesamt eingesetzte Diolmenge.
Polymer V2:
Polylactid
Polymer V3:
Low Density Polyethylen
Polymer V4:
Es wurde ein teilaromatischer Polyester wie bei Polymer 1 be schrieben hergestellt, jedoch wurden die Mengen an Dimethyl terephthalat und Adipinsäure so gewählt, daß bezogen auf die Summe dieser beiden Komponenten 52 mol-% Dimethylterephthalat und 48 mol-% Adipinsäure eingesetzt wurden.
Zur Herstellung der Polymerfolien wurden die unter "Einsatz
stoffe" genannten Polymere 1 bis 2 und V1, V3 und V4 jeweils bei
einer Massetemperatur von 150°C und einem Aufblasverhältnis von
3 : 1 auf einer Folienblasanlage verarbeitet.
Das unter "Einsatzstoffe" genannte Polymer V2 wurde nach dem
Chill-Roll-Verfahren bei einer Verarbeitungstemperatur von 200 W
und Chill-Roll-Temperatur von 30°C zu Folien verarbeitet.
Es wurden für jedes Polymer jeweils Folien F-1 bis F-2 und F-V1
bis F-V4 einer Dicke von 10 µm und 50 µm hergestellt.
In Tabelle 1 sind die Eigenschaften der Polymerfolien zusammen
gefaßt.
Die Beispiele belegen die verbesserten Eigenschaften, ins
besondere die verbesserte Flexibilität und Haftfähigkeit, der
erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren, flüssigkeitsundurchläs
sigen und dampfdurchlässigen Backsheets für Hygieneartikel.
Claims (9)
1. Backsheet für Hygieneartikel, enthaltend eine Folie aus bio
logisch abbaubarem Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß
die Folie eine Wasserdampfpermeabilität von 100 bis 5000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%, und ein Elastizitätsmodul von 20 bis 300 MPa, gemessen nach ISO 527 bei einer Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min. hat,
und das biologisch abbaubare Polymer ein teilaromatischer Polyester ist, der aufgebaut ist aus
die Folie eine Wasserdampfpermeabilität von 100 bis 5000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%, und ein Elastizitätsmodul von 20 bis 300 MPa, gemessen nach ISO 527 bei einer Prüfgeschwindigkeit von 1 mm/min. hat,
und das biologisch abbaubare Polymer ein teilaromatischer Polyester ist, der aufgebaut ist aus
- A) einer Säurekomponente aus
- 1. 50 bis 70 mol% mindestens einer aliphatischen oder mindestens einer cycloaliphatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildende Derivate oder Mischungen da von
- 2. 30 bis 50 mol% mindestens einer aromatischen Dicarbonsäure oder deren esterbildendem Derivat oder Mischungen davon und
- 3. 0 bis 5 mol% einer sulfonatgruppenhaltigen Ver bindung,
- B) einer Diolkomponente aus mindestens einem C2- bis C12-Alkandiol oder einem C5- bis C10-Cycloalkandiol oder Mischungen davon
- A) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden
Dihydroxyverbindung der Formel I
HO-[(CH2)n-O)m-H (I)
in der n für 2, 3 oder 4 und m für eine ganze Zahl von 2 bis 250 stehen, - 2. mindestens einer Hydroxycarbonsäure der Formel IIa
oder IIb
in der p eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und r eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und G für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)q-, wobei q eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeutet, -C(R)H- und -C(R)HCH2, wobei R für Methyl oder Ethyl steht - 3. mindestens einem Amino-C2- bis C12-alkanol oder min destens einem Amino-C5- bis C10-cycloalkanol oder Mischungen davon
- 4. mindestens einem Diamino-C1- bis C8-Alkan
- 5. mindestens einem 2,2'-Bisoxazolins der allgemeinen
Formel III
wobei R1 eine Einfachbindung, eine (CH2)z-Alkylengruppe, mit z = 2, 3 oder 4, oder eine Phenylengruppe bedeutet - 6. mindestens einer Aminocarbonsäure ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus den natürlichen Aminosäuren,
Polyamiden mit einem Molekulargewicht von höchstens
18000 g/mol, erhältlich durch Polykondensation einer
Dicarbonsäure mit 4 bis 6 C-Atomen und einem Diamin
mit 4 bis 10 C-Atomen, Verbindungen der Formeln IVa
und IVb
in der s eine ganze Zahl von 1 bis 1500 und t eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeuten, und T für einen Rest steht, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Phenylen, -(CH2)n-, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, -C (R2)H- und -C(R2)HCH2, wobei R2 für Methyl oder Ethyl steht,
und Polyoxazolinen mit der wiederkehrenden Einheit V
in der R3 für Wasserstoff, C1-C6-Alkyl, C5-C8-Cycloalkyl, unsubstituierten oder mit C1-C4-Alkylgruppen bis zu drei fach substituiertes Phenyl oder für Tetrahydrofuryl steht,
und - 1. mindestens einer Etherfunktionen enthaltenden
Dihydroxyverbindung der Formel I
- B) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,
- 2. mindestens eines Isocyanates
- 3. mindestens eines Divinylethers
2. Backsheet für Hygieneartikel gemäß Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Folie aus biologisch abbaubarem Polymer
0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Polymers, Füllstoffe enthält und durch Streckung perforiert
wurde.
3. Backsheet für Hygieneartikel, enthaltend ein Non-Woven aus
biologisch abbaubarem Polymer, dadurch gekennzeichnet, daß
das Non-Woven eine Wasserdampfpermeabilität von 100 bis
5000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F 1249 bei einer Temperatur von
38°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90%, hat und
das biologisch abbaubare Polymer ein wie in Anspruch 1 defi
nierter teilaromatischer Polyester ist.
4. Backsheet für Hygieneartikel, enthaltend ein Non-Woven, da
durch gekennzeichnet, daß das Non-Woven eine Wasserdampfper
meabilität von 100 bis 5000 g/m2/24 h, gemessen nach ASTM F
1249 bei einer Temperatur von 38°C und einer relativen Luft
feuchtigkeit von 90%, hat und mit einem biologisch abbau
baren Polymer beschichtet ist, welches ein wie in Anspruch 1
definierter teilaromatischer Polyester ist.
5. Backsheet für Hygieneartikel, enthaltend eine Folie wie in
Ansprüchen 1 oder 2 definiert und enthaltend ein Non-Woven
wie in Ansprüchen 3 oder 4 definiert.
6. Verwendung von Backsheets gemäß Ansprüchen 1 bis 5 zur Her
stellung von Hygieneartikeln.
7. Hygieneartikel, enthaltend Backsheets gemäß Ansprüchen 1 bis
5.
8. Hygieneartikel gemäß Anspruch 7, enthaltend im wesentlichen
biologisch abbaubare Polymere.
9. Hygieneartikel gemäß Ansprüchen 7 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Hygieneartikel Einwegwindeln, Damenbinden oder
Einwegartikel zur Anwendung bei Inkontinenz sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000154650 DE10054650A1 (de) | 2000-11-03 | 2000-11-03 | Backsheet für Hygieneartikel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000154650 DE10054650A1 (de) | 2000-11-03 | 2000-11-03 | Backsheet für Hygieneartikel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10054650A1 true DE10054650A1 (de) | 2002-05-08 |
Family
ID=7662107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2000154650 Withdrawn DE10054650A1 (de) | 2000-11-03 | 2000-11-03 | Backsheet für Hygieneartikel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10054650A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005116118A1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Novamont S.P.A. | Perforated biodegradable films and sanitary products obtained therefrom |
WO2007026023A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Oxycell Holding B.V. | Vapour extraction device |
EP1755864B2 (de) † | 2004-06-09 | 2014-08-13 | NOVAMONT S.p.A. | Verfahren zum herstellen von biodegradierbaren folien mit verbesserten mechanischen eigenschaften |
-
2000
- 2000-11-03 DE DE2000154650 patent/DE10054650A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005116118A1 (en) * | 2004-05-25 | 2005-12-08 | Novamont S.P.A. | Perforated biodegradable films and sanitary products obtained therefrom |
EP1755864B2 (de) † | 2004-06-09 | 2014-08-13 | NOVAMONT S.p.A. | Verfahren zum herstellen von biodegradierbaren folien mit verbesserten mechanischen eigenschaften |
WO2007026023A1 (en) * | 2005-09-01 | 2007-03-08 | Oxycell Holding B.V. | Vapour extraction device |
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