DE10054650A1

DE10054650A1 - Backsheet für Hygieneartikel

Info

Publication number: DE10054650A1
Application number: DE2000154650
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Vollmann; Gabriel Skupin; Uwe Witt; Norbert Herfert; Motonori Yamamoto
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2000-11-03
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2002-05-08

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

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,
wobei die Molprozente der Komponenten a1) bis a3) zusammen 100% ergeben und
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,
oder Mischungen aus c1) bis c6)
und
D) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,
- 2. mindestens eines Isocyanates
- 3. mindestens eines Divinylethers
oder Mischungen aus d1) bis d3).

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 M_n 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 M_n 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 M_n 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,
oder Mischungen aus c1 bis c6
und
B) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,
- 2. mindestens eines Isocyanates
- 3. mindestens eines Divinylethers
oder Mischungen aus d1) bis d3) enthalten.

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 (M_n) 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.

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

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 (M_n) 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.

Beispiele Anwendungstechnische Messungen

Das Molekulargewicht M_n 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 M_n = 505 bis M_n = 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.

Einsatzstoffe

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 M_n

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.

Herstellung der Polymerfolien

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.

Eigenschaften der Polymerfolien

In Tabelle 1 sind die Eigenschaften der Polymerfolien zusammen gefaßt.

Tabelle 1

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

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

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,
wobei die Molprozente der Komponenten a1) bis a3) zusam men 100% ergeben und
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

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,
oder Mischungen aus c1) bis c6)
und
B) einer Komponente ausgewählt aus
- 1. mindestens einer Verbindung mit mindestens drei zur Esterbildung befähigten Gruppen,
- 2. mindestens eines Isocyanates
- 3. mindestens eines Divinylethers
oder Mischungen aus d1) bis d3).

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.