DE1904945A1

DE1904945A1 - Koerperausscheidungen aufsaugende Schichtstoffe

Info

Publication number: DE1904945A1
Application number: DE19691904945
Authority: DE
Inventors: Michael Dunay; Constanza John Ribelle
Original assignee: Celanese Corp
Current assignee: Celanese Corp
Priority date: 1968-02-02
Filing date: 1969-02-01
Publication date: 1969-09-11
Also published as: BE727826A; US3480016A; FR2001264A1; BR6906087D0; NL6901714A; CH502185A

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den j51. Januar I969 Ke/Ax/Re

Celanese Corporation

522 Fifth Avenue, New York, N.Y. 1OOJ36, U.S.A.

Körperausscheidungen aufsaugende Schichtstoffe

Ein riesiger Markt ist für wirklich wegwerfbare Windeln vorhanden, die den Aufwand und die Unannehmlichkeiten, die mit der. Reinigung üblicher S to ff windeln verbunden sind, vermeiden. Verschiedene Typen von nicht gewebten Windeln, die nach einmaligem Gebrauch einfach wegzuwerfen sind, sind bereits entwickelt worden. Bei diesen Windeln besteht jedoch noch das Problem, wie und wo sie innerhalb und außerhalb des Haushalts weggeworfen werden sollen. Die Behandlung von verschmutzten Windeln als gewöhnlicher Müll ist offensichtlich unangenehm durch die Handhabung und Aufbewahrung.

Es wurden bereits verschiedene Windeln vorgeschlagen, die angeblich in der Toilette oder in einem septischen Behälter beseitigt werden können. Dieser Weg würde das Problem lösen, setzt jedoch voraus, daß die Windel in der Toilette leicht zerfällt oder dispergiert wird, um eine Verstopfung der Abwasserleitungen zu vermeiden. Die Dispergierbarkeit im Wasser beruht im allgemeinen auf dem Zerfall des Gefüges durch Schwächung der Reibung zwisehen den Fasern.

909837/0983

Diese bisher vorgeschlagenen dispergierbaren Erzeugnisse haben in einer oder verschiedener Hinsicht große Nachteile. Einige müssen vor der Beseitigung zerrissen oder zerfasert werden, so daß eine unangenehme Handhabung erforderlich ist. Andere vorgeschlagene Windeln zerfallen nicht leicht und schnell in der Toilette. Weitere Erzeugnisse erfordern die Entfernung einer nicht zerfallenden, als Rückschicht dienenden Kunststoff-Folie, und andere widerstehen den Beanspruchungen während des Gebrauchs nicht.

Gegenstand der Erfindung sind Windeln und andere sanitäre Erzeugnisse, die so .billig sind, daß sie nach einmaligen Gebrauch weggeworfen werden können. Diese Produkte haben ferner eine genügende Naßfestigkeit, um unter den Gebrauchsbedingungen unversehrt und einwandfrei zu bleiben, ohne daß eine Verstärkung mit einem textlien Stoff notwendig ist. Die Produkte müssen natürlich auch eine genügende Trockenfestigkeit haben, daß sie bei der Handhabung, beim Palten und Packen nicht reißen oder durchlöchert werden.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren, das es ermöglicht, diese Produkte leicht und sicher in einer Toilette • oder einem septischen Behälter zu beseitigen, ohne daß

sie zerrissen werden müssen. Die Produkte gemäß der Er-" 25 findung haben ferner einen angenehmen Griff und ein ansprechendes Aussehen, z.B. eine gute Weiße, und üben keine Reizwirkung auf die menschliche Haut aus.

Es wurde gefunden, daß sanitäre Erzeugnisse mit allen vorstehend genannten Eigenschaften unter Verwendung eines nicht-gewebten Schichtstoffs hergestellt werden können, der eine in Wasser dispergierbare, saugfähige Innenschicht aufweist, die wenigstens an einer Seite mit einem Papier oder Vlies bedeckt ist, das aus biologisch abbaubaren Pasern, z.B. Cellulosefasern besteht, die mit

909837/0983

einem Harz abgebunden sind, das keine Reizwirkung auf

ist den menschlichen Körper ausübt und dadurch gekennzeichnet, daß es in den Körperausscheidungen beständig, aber in

einem Toilettensystem nach Zusatz eines geeigneten Abist.
baumittels abbaubar «4.«.€l.

Der Ausdruck "abgebaut" wird in seinem allgemeinen Sinn gebraucht und ist nicht unbedingt auf einen chemischen Abbau, d.h. die Verringerung der Zahl der Kohlenstoffatome in einer Kette beschränkt. Er dient beispielsweise zur Bezeichnung des gequollenen, löslich gemachten, teilweise löslich gemachten, oxydierten oder reduzierten Zustandes des Harzbinders nach der Wechselwirkung mit einem geeigneten Abbaumittel.

Außer Windeln fallen auch andere sanitäre Erzeugnisse in den Rahmen der Erfindung, nämlich hygienische Produkte, wie Monatsbinden oder Vaginaltampons, Binden zum Schutz des Betts gegen Benetzung und ähnliche Produkte.

Es ist zu bemerken, daß das allgemeine Konzept von nichtgewebten Produkten, die biologisch abbaubare Pasern und ein Bindemittel mit oder ohne Saugkissen enthalten, alt ist und die Produkte gemäß der Erfindung hiervon zu unterscheiden sind.

Zunächst sind bei x^eitem die meisten Bindemittel, die bisher bei den bekannten Produkten verwendet wurden, wasserlöslich, und es war allgemein üblich, das Bindemittel mit Hilfe einer wäßrigen Lösung auf die Cellulose-· fasern aufzubringen. Die Produkte wurden anschließend getrocknet, wodurch das V/asser entfernt wurde und das Bindemittel zurückblieb.

jX) Die Bindemittel, die in den fertigen Produkten gemäß der Erfindung vorgesehen sind, müssen in Körperausscheidungen während des Gebrauchs beständig sein. Dies schließt alle wasserlöslichen Bindemittel aus. Der p^-Wert von Körper-

909837/0983

ausScheidungen liegt in einem allgemeinen Bereich von extremen Werten von etwa 4,6 bis etwa 8,4, so daß die Bindemittel gemäß der Erfindung in den leicht alkalischen und in den leicht sauren Ausscheidungen, die während des

ßlÜS S 6X1

Gebrauchs auftreten, beständig sein muö. Natürlich ist der genaue p„-Wert, der innerhalb des obengenannten allgemeinen Bereichs auftritt,, verschieden in Abhängigkeit von zahlreichen Paktoren einschließlich des vorgesehenen Endgebrauchs. Beispielsweise sind Windeln und Monatsbinden während des Gebrauchs nicht unbedingt den gleichen Ρτ,-Bereichen ausgesetzt. Daher müssen die verwendeten Bindemittel nur in den jeweiligen Körperausscheidungen beständig sein, mit denen sie während des Gebrauchs in Berührung kommen.

Es ist jedoch zu bemerken, daß zunächst wasserlösliche Bindemittel für den Auftrag auf die biologisch abbaubaren Pasern aus wäßrigen Lösungen verwendet xverden können, vorausgesetzt, daß diese Bindemittel anschließend einer Behandlung unterworfen werden, durch die sie wasserunlöslich werden. Das Bindemittel im fertigen Produkt muß somit in Wasser unlöslich sein.

Ein weiteres Merkmal der gemäß der Erfindung verwendeten Bindemittel ist die Tatsache, daß sie sowohl bei der Herstellung der sanitären Erzeugnisse als auch bei deren Gebrauch im wesentlichen frei von irreversiblen Vernetzungen sind. Einige der bei bekannten Produkten verwendeten Harze wurden während der-Herstellung einer chemischen .Behandlung unterworfen oder waren hierbei sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, so daß sie irreversibel vernetzt wurden. Diese Arbeitsweise verbessert zwar

die Bindung zwischen biologisch abbaubaren Fasern, wie Cellulosefasern, und dem Harz, jedoch führt sie/zu Erzeugnissen, die in der Toilette wegspülbar sind. Wie bereits erwähnt, wird gemäß der Erfindung ein Bindemittel verwendet, das in Körperausscheidungen beständig 909837/0983

ist, aber in einer gewöhnlichen Toilette nach Zusatz einer geeigneten Substanz abgebaut werden kann. Wenn das Bindemittel irreversibel vernetzt ist, wird es gegen die meisten Substanzen, wie Säuren, Basen usw. sehr beständig und läßt sich nicht mehr leicht abbauen. Demgemäß besteht eine unerläßliche Voraussetzung der verwendeten Bindemittel darin, daß sowohl während der Herstellung als auch während des Gebrauchs im wesentlichen keine irreversible Vernetzung auftritt.

Es ist jedoch offensichtlich, daß die Erfindung die Verwendung von Bindemitteln einschließt, die nur vorübergehend oder reversibel vernetzt werden. Beispielsweise kann ein Polymeres mit einem Metallsalz so umgesetzt werden, daß es vernetzt wird, d.h. eine ionische Vernetzung stattfindet, jedoch bei Behandlung mit einem geeigneten abbauenden Mittel, z.B. einer Base die Vernetzung rückgängig gemacht und das Polymere abgebaut wird.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der für die Zwecke der Erfindung verwendeten Bindemittel besteht darin, daß sie keine Reizwirkung auf den menschlichen Körper ausüben und bei KombinationMt Cellulo sef asern das erhaltene Produkt einen angenehmen Griff hat. Bindemittel, die eine Reizwirkung auf den menschlichen Körper ausüben, sind natürlich völlig ungeeignet, auch wenn sie in den KörperausScheidungen beständig und in einer Toilette abbaubar sind.

In diesem Zusammenhang wurde eine Prüfmethode vorgeschlagen, um zu bestimmen, ob ein zu untersuchendes Bindemittel eine Reizwirkung auf die menschliche Haut ausübt. Bei diesem Test wird eine Probe in Form eines Quadrats von 2,5 cm Kantenlänge auf die Haut gelegt und mit Klebstreifen daran befestigt. Nach 48 Stunden wird die Probe entfernt, und nach Ablauf von 10 bis 14 Tagen wird der Test für weitere 48 Stunden wiederholt. Wenn

909837/0983

eine Rötung, Abschuppung, Ansammlung von Flüssigkeit in der Haut usw. auftritt, gilt das Polymere als ungeeignet, Dieser Test ist ausführlicher in "The Public Health Report", 59, 19^4, als "Prophetic Patch Test" auf Seite 551 beschrieben.

909837/0983

Der hier gebrauchte Ausdruck "nicht-hautreizend" kennzeichnet somit ein Polymeres, das den vorstehend beschriebenen Test besteht.

Wie bereits erwähnt, müssen die wegwerfbaren sanitären Er-Zeugnisse gemäß der Erfindung eine solche Trockenfestigkeit haben, daß sie durch die Handhabung, das Falten oder Verpakken nicht zerrteen oder durchlöchert werden. Die Produkte gemäß der Erfindung können dadurch gekennzeichnet werden, daß sie ein Vlies oder eine Papierlage enthalten, die eine Trokkenfestigkeit von wenigstens 0,9 kg hat. Da die wegwerfbarem sanitären Erzeugnisse eine genügende Naßfestigkeit haben müssen, damit sie unter den Gebrauchsbedingungen unversehrt und einwandfrei bleiben, muß das Vlies oder Papier eine Naßfestigkeit von wenigstens 115 g* vorzugsweise von wenigstens 227 g, haben.

Die Naßfestigkeit und die Trockenfestigkeit genügen natürlich nicht, um ein Produkt zu kennzeichnen, das sich als sanitäres Erzeugnis eignet. Vielmehr muß der Grad der Dehnung oder Reckung ebenfalls berücksichtigt werden, wenn diese Produkte ihre Aufgabe einwandfrei erfüllen sollen. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, daß die Produkte gemäß der Erfindung eine Trockendehnung von etwa 3 bis 50 % und eine Naßdehnung von etwa 3 bis 50$ haben müssen.

Die vorstehend genannten Zahlen wurden mit einer üblichen Instron-Zu»Sfcprüfmaschine ermittelt. Hierbei wird ein Probestreifen von 2,54 x 15>24 cm konditioniert, indem er 48 Stunden bei 23°C und 50$ relativer Feuchtigkeit gehalten wird. Der Probestreifen wird dann in die mit Gummibelag versehenen Klemmen der Instron-Zuekfcprüfmaschine auf eine Messlänge von 51 mm eingespannt und bei einer Dehngeschwindigkeit von 10,2 cm/Min, geprüft.

909837/0983

130A9AB

In Fällen, in denen die Naßfestigkeit und die Naßdehnung gewünscht wurden, wurde der Probestreifen nach der oben genannten 48-stündigen Vorbehandlung etwa 10 Minuten in Wasser gelegt, das einen p_H-Wert von etwa 7 hatte, und anschließend erneut geprüft.

Die Art der biologisch abbaubaren Fasern, die durch das Bindemittel abgebunden werden, ist nicht sehr wichtig. Geeignet sind beispielsweise Proteinfasern, z.B. aus Seide und Wolle, jedoch werden Cellulosefasern bevorzugt. Die Art der verwendeten Cellulosefasern ist nicht entscheidend wichtig. Als übliches Ausgangsmaterial für die bevorzugten Cellulosefasern eignen sich regenerierte Cellulose, d.h. Rayon, Holzzellstoff mit mäßigem Gehalt an oc-Cellujose und Baumwolllinters. Die mittlere Faserlänge ist ebenfalls nicht entscheidend wichtig. Jede passende Länge kann verwendet werden, Jedoch ist eine Länge von weniger als IJ mm vorteilhaft und .eine Länge von weniger als 6,2 mm noch vorteilhafter.

Es sind zahlreiche Polymere bekannt, die in Körperausscheidüngen stabil, aber nach Zusatz eines geeigneten abbauenden Mittels abbaubar sind. Als typische Beispiele dieser Polymerarten sind die Polymeren zu nennen, die in neutralen oder sauren Medien beständig sind, aber sich in alka-P lischen Medien lösen oder darin abgebaut werden. Ebenso

sind Polymere bekannt, die in neutralen oder alkalischen Medien beständig oder unlöslich, aber in sauren Medien löslich oder abbaubar sind. Ferner sind Polymere bekannt, die im p^-Bereich der Körperausscheidungen beständig, aber durch organische Lösungsmittel, wie Propylenglykol, Phenol J>Q usw., auflösbar oder abbaubar sind. Eine weitere geeignete Gruppe bilden Polymere, die in Körperausscheidungen beständig sind, aber durch oxydierende Mittel, z.B. Alkalihypochloritlösungen, die gewöhnlich als Haushaltsbleich-

909837/0983

mittel bekannt sind, sowie durch Perborate und reduzierende Mittel, z.B. Alkalihydrosulfite , abgebaut werden können.

Representativ für Polymere, die in neutralen oder sauren Medien beständig sind, aber in alkalischen Medien abgebaut werden, sind die Copolymeren von äthylenisch ungesättigten Mono- und Polycarbonsäuren mit äthylenisch ungesättigten Estern oder Nitrilen, z.B. Copolymere von Acrylsäure oder Methacrylsäure und einem Alkylacrylat oder -methacrylat, z.B. A'thylacrylat und Methylmethacrylat, oder mit Acrylnitril, Carbonsäureesterlactonen, Copolymere von α,β-Äthylendicarbonsäuren, wie Maleinsäure, und Vinylverbindungen, wie Styrol, Polyacrylsäure-Polyäther-Additionsprodukte, Styrol-Monoäthylmaleat-Heteropolymere und Itakonsaurepolymere.

Die vorstehend genannten Polymeren sind allgemein bekannt und ausführlich in 'der Literatur und Patentliteratur beschrieben, z.B. in den USA Patentschriften 3 017 291, 3 260 760, in den deutschen Patentschriften 1 046 884, 1 II3 090, 1 125 916 und 1 164 095, in den belgischen Patentschriften 639 010, 621 179, 670 986, 632 629, 6^4 666 und 636 162 sowie in den britischen Patentschriften 841 312 und 879 95O.

Ebenso sind polymere Substanzen bekannt, die in neutralen oder alkalischen Medien beständig sind, aber in' sauren Medien abgebaut oder gelöst werden. Zu den Polymeren dieses Typs gehören beispielsweise Copolymere von Aminoacrylaten, z.B. Dimethylaminomethaerylat, mit Methylacrylaten, z.B. Äthylacrylat, Polyvinylpyrldine usw. Polymere dieses Typs sind ebenfalls in zahlreichen Patentschrifsteri beschrieben, z.B. in der USA-Patentschrift 3 099 636.

9 0 9 8 3 7 / 0 S .v

In der Praxis der Erfindung wird ein Polymeres oder Copolymeres der vorstehend beschriebenen Art mit biologisch abbaubären Pasern, z.B. Cellulosefaser^, nach bekannten Verfahren gemischt. Bei vorgebildeten Papierbahnen kann es nach üblichen Verfahren aufgesprüht und dann getrocknet werden. Die getrockneten und besprühten Vliese gemäß der Erfindung haben eine wesentlich höhere Naß- und Trockenfestigkeit als die entsprechenden unbehandelten Bahnen und sind nach Zusatz eines geeigneten abbauenden Mittels in Wasser vollständig dispergierbar. Das Harz kann auch aufgetragen werden, indem die Papierbahn durch Walzen geführt wird, die mit einer Lösung des Harzes benetzt sind. Die benetzte Bahn kann dann in Heißluft getrocknet werden. Das Harz kann auch während des Mahlens des Stoffs zugesetzt werden. Bei diesem Verfahren wird jedoch das Harz nicht vollständig ausgenutzt, da eine wesentliche Menge mit dem Abwasser verloren geht. Alle diese Verfahren eignen sich zu schneller, kontinuierlicher Durchführung. Das Gemisch aus Cellulosefaser, und Bindemittel wird dann zur Herstellung der sanitären Erzeugnisse nach den verschiedensten Verfahren verwendet, auf die später eingegangen wird.

Die verwendete Bindemittelmenge muß genau bemessen werden, da bei einer zu geringen Menge einProdukt mit genügender ψ Festigkeit nicht erhalten wird und bei einer zu großen BiE-demittelmenge ein Produkt erhalten wird, das nicht in annehmbarer Zeit in einer Toilette abgebaut werden kann. Es hat sieh gezeigt, daß geeignete sanitäre Erzeugnisse erhalten werden, wenn die Cellulosefasern mit etwa 10 bis Gew.-% eines Bindemittels zusammengehalten werden.

Vorstehend wurden polymere Substanzen genannt, die mit Säuren oder Basen abbaubar sind, jedoch können gewöhnlich gleiche Ergebnisse mit organischen Lösungsmitteln, 2,B.

909837/0983

Kohlenwasserstoffen oder Chlorkohlenwasserstoffen, erhalten werden, Wenn also ein Polymeres in einer Base, wie Natriumhydroxyd, abbaubar ist, so schließt dies nicht aus, daß es auch durch ein organisches Lösungsmittel, wie Toluol, abbaubar ist. Da jedoch Säuren und Basen im allgemeinen leichter im Haushalt verfügbar sind als organische Lösungsmittel,
werden die erstgenannten Materialien als abbauende Mittel
bevorzugt.

Der innere Saugkern oder das innere Saugkissen kann aus geschämter Cellulose, zerfasertem Holzzellstoff oder beliebigen anderen saugfähigen, in Wasser dispergierbaren Materialien bestehen. Vorzugsweise besteht dieses Material aus einer Celluloseverbindung, insbesondere aus Cellulose. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform hat die zerfaserte HoIzcellulose so, wie sie beispielsweise mit einer Rando-Webber-Maschine (Curlator Company, Rochester, New York) hergestellt wird, die Form von Watte.

Schaumstoff, der sich als innere saugfähige Lage eignet,
kann einfach hergestellt werden, indem ein Gemisch aus kurzen Fasern und einem Netzmittel in Wasser gerührt oder geschäumt und der Schaum getrocknet wird. Die Art der kurzen Fasern ist nicht entscheidend wichtig. Bevorzugt als Fasermaterial wird Cellulose, für die Holzzellstoff mit mäßigem Gehaat an α-Cellulose ein leicht erhältliches Ausgangsma-

terial darstellt. Ein weiteres gut geeignetes Ausgangsmaterial sind Baumwolllinters. Die durchschnittliche Faserlänge beträgt vorteilhaft weniger als 13 mm, zweckmäßig
weniger als 6,3 mm.

Bei der Herstellung des Schaumstoffs muß das Mengenverhältnis von Cellulosefaser, zu Wasser so bemessen werden, daß

eine bildsame Aufschlämmung erhalten wird. Dieses erfordert gewöhnlich ein Gewichtsverhältnis von Wasser zu Cellulose

909837/0983

von wenigstens 10 : 1. Es ist jedoch entscheidend wichtig, daß die Cellulose wenigstens 0,7 Gew.-% der gesamten Schaumaufechlämmung ausmacht. Die Art des Netzmittels ist nicht entscheidend wichtig. Das Netzmittel muß nur die Fähigkeit, haben, stabile Blasen und Schaum leicht zu bilden. Bevorzugt als Netzmittel werden die anipnischen oberflächenaktiven Mittel, z.B. die Salze von langkettigen Sulfiten und Sulfaten, z.B. das Natriumsulfatderivat von 5,9-Diäthyltridekanol-6 ("Tergitol 7")* der Ammoniumsulfatester von Alkylphenoxypoly(äthylenoxy)äthanol ("Alipal CO-546") und der Kokosnußölsäureester von Natriumisethionat ("Igepon AC-78"). Das Treibmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 1 Gew.-^, bezogen auf das Wasser in der Aufschlämmung, verwendet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden wegwerfbare sanitäre Erzeugnisse mit Bindemitteln her» gestellt, die entweder.mit Säure oder vorzugsweise mit Alkali abbaubar sind und bestimmte maximale Abbauwerte (D) haben, die nachstehend genannt sind.

Es ist offensichtlich, daß Produkte, die in einer Toilette nach Zusatz einer geeigneten Säure oder Base in annehmbarer Zeit von beispielsweise nicht mehr als 5 Minuten abgebaut werden können, am vorteilhaftesten sind. Ferner ist es offensichtlich, daß Bindemittel, die mit verdünnten Säuren oder verdünnten Basen abbaubar sind, vorteilhafter sind als Bindemittel, die stärker konzentrierte Säuren oder Basen erfordern, da verdünnte abbauende Mittel wirtschaftlicher sind und die Gefahr einer Beschädigung der sanitären Anlagen einschließlich des Abwassersystems und der septischen Behälter weitgehend ausschalten.

909837/0983

Es wurde gefunden, daß für die Herstellung der neuen Produkte gemäß der Erfindung Polymere am vorteilhaftesten sind, die nicht nur alle oben genannten Eigenschaften, sondern auch Werte der Abbaubarkeit (D) von nicht mehr als etwa 5 haben.

Die Abbauwerte (D) gemäß der Erfindung werden wie folgt bestimmt :

Ein Probestreifen eines Vlieses von 5,1 cm Länge und 2,5^· cm Breite wird hergestellt, der aus Cellulosefasern einer Länge von weniger als 12,7 mm besteht, die mit JO Gew.-% eines zu prüfenden Bindemittels abgebunden sind, das etwa 10 Minuten auf eine Temperatur von 90°C erhitzt worden ist. Der Probestreifen wird in 1 Liter Wasser von Raumtemperatur gelegt, dem entweder 2 ml 1,On-SaIζsäure (wenn das Polymere durch Säure abbaubar ist) oder 2 ml l,0n-Natriumhydroxyd (wenn das Polymere in alkalischen Medien abbaubar ist) zugesetzt werden. Die Probe wird dann in der sauren oder alkalischen Lösung gerührt, und die Zeit in Minuten, die erforderlich ist, um das Bindemittel im wesentlichen abzubauen und die Cellulosefasern freizugeben (D), wird genau gemessen. D-Werte von nicht mehr als 5 werden bevorzugt und Werte von nicht mehr als j5 besonders bevorzugt.

Ein spezielles Polymeres, das alle vorstehend genannten Eigenschaften einschließlich eines D-Wertes von weniger als 5 hat, ist ein Copolymeres von 80 Gew.-Teilen Äthylacrylat und 20 Gew.-Teilen Methacrylsäure. Ein weiteres geeignetes Bindemittel ist ein Copolymeres, das 60 Gew.-Teile Acrylnitril und 40 Gew.-Teile Methacrylsäure enthält.

Wie bereits erwähnt, können die neuen sanitären Erzeugnisse !50 gemäß der Erfindung bezüglich der Auftragung der vorstehend beschriebenen Bindemittel auf die Cellulosefasern nach üblichen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Faserbahn in beliebig geeigneter Weise, z.B. durch

90983 7/0983

Kardieren, mit dem Garnettöffner und durch trockene Ablage aus einer Luftsuspension der Pasern gebildet und anschliessend mit einer Lösung oder Dispersion des Harzes imprägniert und dann bei Temperaturen, die so niedrig sind, daß eine thermische Vernetzung des Bindemittels verhindert wird, im Ofen getrocknet werden. Die maximale Temperstur ist verschieden in Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Bindemittel, jedoch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, nie über etwa 5O°C hinauszugehen und vorzugsweise bei Temperaturen von 70° bis 120⁰C beim Trocknen des Produktes zu arbeiten.

Die abgebundene Cellulosefasern, wie Vliese oder Papiere, die vorstehend beschrieben werden, können zur Herstellung von sanitären Erzeugnissen nach den verschiedensten bekannten Methoden verwendet werden.

Das Vlies oder das Papier kann eine oder beide Seiten der inneren Saugschicht bedecken. Bei einer Ausführungsform ist eine Seite mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen Folie bedeckt. Diese Ausführungsform macht ein besonderes haltendes Kleidungsstück, z.B. eine Gummihose, überflüssig, da die Außenseite durch die Folie trocken gehalten wird. Die Art der undurchlässigen Folie ist nicht entscheidend wichtig. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht sie aus einem Material, das ähnliche Löslichkeitseigenschaften im Wasser hat wie das zum Abbinden des Papiers verwendete Harz. Die Folie kann auch aus dem gleichen Harzmaterial gegossen werden, das in Papier verwendet wird. Die tragende Rückschicht kann mit dem Restbeschichtsstoff nach zahlreichen bekannten Methoden verbunden werden. Die Verbindung kann zweckmäßig durch Vernetzen entweder der Innenschicht oder der Folie mit einem Bindemittel und anschließendes Pressen der beiden Schichten vorgenommen werden.

909837/0983

Es wurde bereits erwähnt, daß das Bindemittel 10 bis 6o Gew.-% des Gesamtgemisches aus Bindemittel und biologisch abbaubaren Pasern ausmacht. Wenn mehrschichtige Produkte hergestellt werden sollen, z.B. ein Cellulosekissen, das 5- beiderseits mit einem Vlies bedeckt ist, gelten die obengenannten Mengen natürlich nur für die Schicht bzw. Schichten, die sowohl das Bindemittel als auch die CeHulosefasern enthalten. Bei der vorstehenden Beschreibung gelten die Prozentsätze nur für das Vlies ohne Berücksichtigung des Saugkissens. Dies ist notwendig, da die Dicke des Kissens unterschiedlich sein kann und das Mengenverhältnis von Bindemittel zu Pasern im Vlies und nicht das Verhältnis von Vlies zu Bindemittel entscheidend wichtig ist.

Die sanitären Erzeugnisse gemäß der Erfindung werden nach dem Gebrauch lediglich in eine übliche Toilette geworfen, der geeignete abbauende Mittel, z.B. Alkaliverbindungen, Säuren, oxydierende oder reduzierende Mittel oder organische Lösungsmittel zugesetzt worden sind. Als alkalisehe Verbindungen eignen sich beispielsweise Ammoniak, Natriumcarbonat und Ammoniumborat. Zu den bevorzugten alkalischen Materialien gehören Alkaliborate, -phosphate und -silicate, z.B. Natriumborat, Kaliumphosphat, Kaliumsilicat und Natriumhypochlorit. Typische geeignete saure Substanzen sind Citronensäure, Borsäure und saure Salze, z.B. Calcium- und Ammoniumchlorid. Zu den bevorzugten sauren Materialien gehören Essigsäure, Citronen-. säure und verdünnte Salzsäure. Natürlich eignen sich alle Säuren oder Basen, z.B. verdünnte Salzsäure, ver-

'J)O dünntes Kaliumhydroxyd, jedoch sind diese Materialien nicht allgemein im Haushalt vorhanden.

Zu den typischen Oxydations- und Reduktionsmitteln, die verwendet werden können, gehören Natriumhypochlorit, Natriumperborat, Natriumhydrosulfit und Natriumsulfoxylat. Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise Propylen-

909837/0983

glykol, Alkohol und Phenol.

Wie bereits erwähnt, findet eine Wechselwirkung zwischen dem abbauenden Mittel und dem Bindemittel statt, das hierdurch abgebaut wird. Die sanitären Erzeugnisse werden danach durch das Spülen im Toilettensystem verteilt. Es 1st zu bemerken, daß das abbauende Mittel als solches die sanitären Erzeugnisse nicht zerteilt, da es im wesentlichen nur mit dem Bindemittel reagiert. Die biologisch abbaubaren Pasern werden nur bei Bewegung verteilt, beispielsweise durch Rühren oder einfacher noch durch das Spülen.

P Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung möglich, die erforderlichen sauren oder alkalischen Materialien in vorher abgemessenen Mengen als Tabletten, verpacktes Pulver oder als Flüssigkeit, die für diesen speziellen Zweck bestimmt sind, zuzusetzen,um die Unbequemlichkeit der Aufbewahrung, Handhabung und Abmessung der Verbindungen, die zum Abbau der sanitären Erzeugnisse notwendig sind, weitgehend auszuschalten.

Im Rahmen der Erfindung ist es ferner möglich, Duftstoffe oder desodorisierende Mittel den vorher abgemessenen abbauenden Mitteln zuzusetzen, um den unangenehmen Geruch, der gewöhnlich bei der Beseitigung von " sanitären Erzeugnissen auftritt, weitgehend zu unter-

drücken. Duftstoffe oder Desodorantien können auch in

das sanitäre Erzeugnis selbst eingearbeitet werden, und zwar entweder in das Vlies oder in das Saugkissen oder in beide. Ferner können im Rahmen der Erfindung bakteriostatische Mittel und färbende Zusätze in die sanitären Erzeugnisse eingearbeitet werden.

Die z.Zt. bevorzugten Ausführungsformen *f«¥d«a der Erfindung werden in den folgenden Beispielen beschrieben.

909837/09 83

1 9 O A 9 A R

Beispiel 1

6o g Acrylnitril und 4o g Methacrylsäure werden zu einem Monomere:ngemisch gemischt. 4-00 g Acetonitril v/erden auf die Rückflußtemperatur erhitzt. Eine Lösung von 0,5 g Benzoylperoxyd in Acetonitril wird dem am Rückfluß erhitzten Acetonitril zugesetzt, worauf das Monomerengemisch innerhalb 1 Stunde zugesetzt wird. Nach erneutem Zusatz von 0,5 g Benzo ylperoxyd wird v/eitere 3 Stunden am Rückfluß erhitzt. Das ausgefällte Polymere wird abgetrennt und acetonitrilfrei gewaschen.

Es wird festgestellt, daß das ausgefällte Polymere nicht hautreizend ist und praktisch keine Vernetzung aufweist.

Ein Teil dieses Polymeren wurde in Toluol gelöst und dann auf eine Bahn von Cellulosefasern durch Imprägnierung aufgetragen.. Die Bahn wird an der Luft bei einer Temperatur von etwa 100°C getrocknet, wobei ein Produkt erhalten wird, das aus Cellulosefasern und JO Gew.-$ Polymeren besteht.

Ein Probestreifen von 5il cm Länge und 2,5 cm Breite wurde auf seinen Abbauwert (C) auf die oben beschriebene Weise geprüft. Hierbei v/urde ein D-Wert von etv/a 2 festgestellt.

Ein Streifen von 356 mm Länge und 114 mm Breite wurde von der Bahn geschnitten. Durch Zugabe von etwa 20 g eines nicht-gewebten Saugkissens wurde eine Windel gebildet. Diese V/indel hatte folgende physikalische Eigenschaften:

Trockenf'estlgkeit 4,31 kg

Naßfestigkeit 1,18 kg

Trockendehnung >,8 %

Naßdehnung 10,3 $

Es wurde festgestellt, daß diese Windel in Körperaus-9098 3 7/0983

Scheidungen beständig ist. Wenn sie jedoch nach dem Gebrauch in eine Toilette geworfen wird und 2 g Natriumhydroxyd zugesetzt werden, tritt nach etwa 3 Minuten ein'Abbau des Bindemittels ein, so daß die Windel ohne weiteres weggespült werden kann.

Beispiel 2 Alkalilösliches Polymeres für das Vlies

2^-00 g Benzoyl wurden in einen Reaktor gegeben und auf P 8o°C erhitzt. Nach Zugabe von jü g Benzoylperoxyd zum

Reaktor wurde Stickstoff durch die Lösung geblasen. Eine Lösung von 90 g Styrol, l8o g Methacrylsäure, 3350 g 2-Äthylhexylacrylat und 3 g Benzoylperoxyd wurde innerhalb von 30 Minuten in den bei 8o°C gehaltenen Reaktor gegeben. Nach 1 Stunde bei 8o°C wurden 3 g Benzoylperoxyd in den Reaktor gegeben, worauf weitere 2 Stunden

bei 8o°C gehalten wurde. Das Erhitzen des Reaktors wurde dann abgebrochen und das Reaktionsgemisch der Abkühlung auf Raumtemperatur überlassen. Nach Zugabe von 1 bis 2 Liter Aceton in den gekühlten Reaktor wurde das ausgekäh44e fällte Polymere abfiltriert und getrocknet. Das . getrocknete Polymere wurde in Dioxan gelöst und zur Her-

' stellung von Windeln und sanitären Binden auf ein saugfähiges Kissen aus nicht abgebundenen Cellulosefasern aufgetragen. Es zeigte sich, daß diese Produkte nicht hautreizend waren und D-Werte von 2 hatten. Die Produkte

die
hatten/folgenden physikalischen Eigenschaften:

Trockenfestigkeit .2,9 kg Naßfestigkeit 0,36 kg

Trockendehnung 5*6 fo

Naßdehnung 7,8 %

909837/0983

Beispiel 3 Säurelösliches Polymeres

20 g Ammoniumpersulfat wurden in 50 ml Wasser gelöst. Ferner wurde eine Lösung von 11 g Natriummetabisulfit in 50 ml Wasser hergestellt. Diese Lösungen dienten als Initiatoren bei der nachstehend beschriebenen Polymerisation.

396 g Wasser, 3 g des oberflächenaktiven Mittels der Handelsbezeichnung "Alipal CO-436," 9,8 g des oberflächenaktiven Mittels der Handelsbezeichnung "Igepal CO-977" und 25 g des oberflächenaktiven Mittels der Handelsbezeichnung "igepal CO-897" wurden in den Reaktor gegeben. Durch die Lösung wurde Stickstoffgas 15 Minuten bei einer Reaktortemperatur von 50⁰C geleitet. Je 10 ml der Initiatorlösungen wurden in den Reaktor gegeben, worauf eine Comonomerenlösung von 293,4 g Äthylacrylat und 72,8 g Dimethylaminoäthylmethacrylat innerhalb von

2 Stunden bei 4o°C in den Reaktor gegeben wurde. Der Rest der Initiatorlösungen wurde ebenfalls innerhalb von 2 Stunden dem Reaktor zugesetzt. Nach erfolgtem Zusatz sämtlicher Reaktibnsteilnehmer wurde die Polymerisationsreaktion 30 Minuten bei etwa 4o°C durchgeführt. Das gebildete Emulsionspolymere kann im Produkt gemäß Beispiel

3 anstelle des Emulsionscopolymeren aus Rthylacrylat

und Methacrylsäure (80 : 20) verwendet werden. Das Bindemittel in der erhaltenen Windel wird in sauren Medien abgebaut und hat einen D-Wert von 3·

909837/0983

.190-494R

Beispiel 4

350 g Wasser und I5 g eines Alkylphenol-Ä'thylenoxyd-Kondensationsprodukts (Alipal CO-436) wurden in einen Reaktor gegeben und unter strömendem Stickstoff auf 55°C erhitzt.

Ein Monomerengemisch wurde aus 75 g Methacrylsäure, 75 g Acrylnitril, 15O g Wasser, 0,3 g einer Hydroxyäthylcellulose ("CellQsize WP-09") und 15 g des oben genannten Alkylphenol-Äthylenoxyd-Kondensationsprodukts hergestellt und mit 150 g 2-Ä'thylhexoacrylat 1 Minute in einem Waring-Mischer gemischt. 25 Vol.-# dieses Gemisches wurden bei 55°C

zusammen mit 25 Vol.-# gesonderter Initiatorlösungen, die P durch Auflösen von 1,8 g Ammoniumpersulfat bzw. 0,9 S

Natriummetabisulfit in 60 ml Wasser hergestellt worden waren, in den Reaktor gegeben. Der Rest des Monomerengemi* sches wurde dann innerhalb von 15 Minuten und der Rest jeder Initiatorlösung innerhalb von 30 Minuten zugesetzt. Der Reaktor wurde 4 Stunden bei etwa 55°C gehalten, wobei ein Emulsionspolymeres gebildet wurde.

Eine Bahn aus Cellulosefasern wurde mit 30 Gew.% des vorstehend beschriebenen Polymeren imprägniert, wobei ein abgebundenes Faservlies gebildet wurde. Zur Herstellung von sanitären Erzeugnissen, wie Windeln und Monatsbinden, wurde ein Saugkissen aus ungebundenen Cellulosefasern mit " dem Vlies bedeckt. Die erhaltenen sanitären Erzeugnisse

hatten folgende Eigenschaften:

30

Trockenfestigkeit	4,3	kg
Naßfestigkeit	0,73	kg
Trockendehnung	6,5
Naßdehnung	8.8
D-Wert	3
Beispiel 5

Es wurde auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise gearbeitet mit dem Unterschied, daß 15 Gewichtsteile Styrol, 30

909837/0983

1 9 O 4 9 A 5

Gewichtsteile Methacrylsäure und 55 Gewichtsteile 2-Kthylhexylacrylat verwendet wurden. Das erhaltene Polymere wurde mit 50 Gew.% Cellulosefasern gemischt, wobei ein abgebundenes Vlies gebildet wurde.

Bei Verwendung dieses Bindemittels zum Abbinden von Cellulosefasern wurde ein Vlies erhalten, das ausgezeichnete physikalische Eigenschaften hatte und sich für die Herstellung von sanitären Erzeugnissen als Deckschicht eines Kissens aus ungebundenen Cellulosefasern eignete.

Beispiel 6

Auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise wurde ein Bindemittel durch Polymerisation eines Monomerengemisches aus 20 Gewichtsteilen Methylacrylat, 55 Gewichtsteilen 2-Äthylhexylacrylat und 25 Gewichtsteilen Methacrylsäure hergestellt. Wenn dieses Bindemittel zum Abbinden von Cellulosefasern verwendet wurde, wurde ein Vlies erhalten, das ausgezeichnete physikalische Eigenschaften hatte und sich für die Herstellung von sanitären Erzeugnissen als überzug eines Kissens aus ungebundenen Cellulosefasern eignete.

Beispiel 7

Es wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene.Weise gearbeitet mit dem Unterschied, daß 75 Gewichtsteile Methacrylamid anstelle von Acrylnitril verwendet wurden. Ferner wurden 25 Gewichtsteile Methacrylsäure verwendet.

Bei Verwendung des gebildeten Polymeren als Bindemittel für Cellulosefasern in einer Menge von 24 Gew.% des Gesamtgemisches wurde ein gebundenes Vlies erhalten, das die folgenden physikalischen Eigenschaften hatte:

909837/0983

Trockenfestigkeit 2,54 kg Naßfestigkeit 0,24 kg

Dieses Vlies konnte zur Herstellung von sanitären Erzeugnissen nach dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden.

Beispiel 8 '

Ein Bindemittel wurde durch Copolymerisation von 70 Gewichtsteilen 2-Äthylhexylacrylat und j30 Gewichtsteilen Methylmethacrylsaure auf die in Beispiel 2 beschriebene Weise hergestellt. Wenn das gebildete Polymere zur Herstellung eines Vlieses durch Abbinden von 69 Gew.# Cellulosefasern verwendet wurde, wurde ein Produkt mit folgenden physikalischen Eigenschaften erhalten:

Trockenfestigkeit 2,36 kg Naßfestigkeit 0,11 kg

Dieses Vlies wurde zur Herstellung eines sanitären Erzeugnisses als überzug für beide Seiten eines Saugkissens aus nicht abgebundenen Cellulosefasern verwendet. Das erhaltene sanitäre Produkt war völlig unbrauchbar, da es während des Gebrauchs auseinanderfiel. Die schlechten Eigenschaften werden der Tatsache zugeschrieben, daß die Naßfestigkeit von 0,11 kg nicht genügte, um dem Produkt die Festigkeit zu verleihen, die während des Gebrauchs erforderlich ist.

Beispiel 9

Der Butylhalbester eines Copolymeren von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid wurde als Bindemittel für Cellulosefasern zur Herstellung eines abgebundenen Vlieses verwendet. Das Vlies hatte ausgezeichnete physikalische Eigenschaften und eignete sich zur Herstellung von sanitären Erzeugnissen, wobei es zum Überziehen wenigstens

90983 7/0983

einer Seite eines saugfähigen Cellulosekissens verwendet wurde.

Beispiele 10 bis 12

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung von Bindemitteln und die Herstellung von abgebundenen Vliesen. In jedem Fall dient als Bindemittel ein Copolymeres aus gleichen Gewichtsteilen Styrol und Maleinsäureanhydrid. Die Polymeren unterscheiden sich voneinander durch das Molekulargewicht.

50 Gewichtsteile Styrol und 50 Gewichtsteile Maleinsäureanhydrid wurden nach üblichen Verfahren copolymerisiert, wobei ein Polymeres gebildet wurde, das ein Molekulargewicht von etwa I500 hatte. Dieses Produkt wurde als "Bindemittel A" bezeichnet.

Auf die gleiche Weise wurden gleiche Teile Styrol und Maleinsäureanhydrid zu einem Polymeren copolymerisiert, das ein Molekulargewicht von etwa 50 000 hatte und als "Bindemittel B" bezeichnet wurde.

Styrol und Maleinsäureanhydrid wurden in gleichen Gewichtsmengen zu einem Polymeren copolymoisiert, das ein Molekulargewicht von etwa 20 000 hatte und als "Bindemittel C" bezeichnet wurde.

Die Polymeren A, B und C'wurden in Aceton gelöst und zum Abbinden von Cellulosefasern zur Herstellung eines abgebundenen Vlieses verwendet. Das mit dem Polymeren A hergestellte Vlies wird als "Beispiel 10", das mit dem Polymeren B hergestellte Vlies als "Beispiel 11" und das mit dem Polymeren C hergestellte Vlies als "Beispiel 12" bezeichnet.

909837/0 983

Die Vliese hatten die folgenden physikalischen Eigenschaf· ten:

Beispiel 10 11 12

Bindemittel Gew.Ji	45	25	39
Trockenfestigkeit, kg	1,99	1,78	2,17
Naßfestigkeit,	0,52	0,5	0,6
Trockendehnung, %	2,2	2,1	2,3
Naßdehnung, £	3,2	1,5	3,3

Keines der gemäß Beispiel 10, 11 und 12 hergestellten Vliese ergab gute sanitäre Erzeugnisse, wenn sie als Hülle für eine oder beiden Seiten der nicht-gewebten Saugkissen verwendet wurden. Die Vliese der Beispiele 10 und 12 hatten nicht genügend Trockendehnung, und das Vlies gemäß Beispiel 11 hatte ungenügende Naßfestigkeit, Trockendehnung und Naßdehnung.

909837/0983

Claims

Patentansprüche

1.) Körperausscheidungen aufsaugende, in der Toilette wegspülbare Schichtstoffe, enthaltend ein in Wasser dispergierbares aufsaugendes Material, das mindestens auf einer Seite mit einem Vlies bedeckt ist, das a) eine Trockenfestigkeit von mindestens 0,9 kg,

b) eine Naßfestigkeit von mindestens 1Γ5 g,

c) eine Trockendehnung von 5 bis 50 % und

d) eine Naßdehnung von 3 bis 50 %

aufweist und biologisch abbaubare Fasern enthält, die von einem nicht hautreizenden und gegenüber den Körperausscheidungen stabilen Bindemittel zusammengehalten werden, das im wesentlichen frei von irreversibler Vernetzung und abbaubar ist und die Pasern bei Zugabe einer mit dem Bindemittä. reagierenden und dieses abbauenden Substanz freigibt.

2.) Schichtstoffe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in saurem Medium abbaubares Bindemittel in Mengen von etwa bis etwa 60 Gew.#.

5·) Schichtstoffe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in alkalischem Medium abbaubares Bindemittel in Mengen von etwa 10 bis etwa 6o

4.) Schichtstoffe nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Vlies aus Cellulosefasern, die durch ein Bin demittel mit einem D-Wert von weniger als 5 zusammenge halten werden.

5.) Verwendung der Schichtstoffe nach Anspruch 1 bis 4 zur Herstellung von Windeln und Monatsbinden.

909837/0.9 83