DE2361468A1

DE2361468A1 - Enzymatisch abbaubare vliesstoffe

Info

Publication number: DE2361468A1
Application number: DE2361468A
Authority: DE
Inventors: Richard Wallace Oehmke; Ronald Ferdinand Ofstead
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1973-12-04
Filing date: 1973-12-10
Publication date: 1975-06-19
Also published as: FR2253864B1; FR2253864A1; GB1451619A; ZA739217B

Description

betreffend:
"Enzymatisch abbaubare Vliesstoffe" .

Vliesstoffe haben weite. Anwendung gefunden für Wegwerfprodukte aufgrund ihrer verhältnismäßig niedrigen Herstellungskosten im Vergleich zu denjenigen üblicher Stoffe, die durch: Web- oder Wirkverfahren hergestellt sind. Sie finden auf vielen verschiedenen Gebieten Anwendung, z.B. als medizinische Verbände, Monatsbinden, Windeln, Zigarettenfilter* Stepp- und Polstermateriali'en, Reinigungsmaterialien u.a. Derartige Vliesprodukte sind üblicherweise im Handel erhältlich in einem weiten Bereich von Materialgewichten von

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so geringen Gewichten wie 10 g/m bis zu ungefähr 200 g/m

oder darüber.

Diese Produkte erfordern eine größere oder geringere 'frocken- und Naßfestigkeit, je nach dem Anwendungsgebiet, für das sie bestimmt sind. Materialien mit äußerst geringer Festigkeit, wie sie für Gesiehtsreinigungstücher verwendet werden,

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sollen häufig im wesentlichen keine Naßfestigkeit besitzen. Andere Produkte, wie Bandagen bzw. Verbandmaterialien sollten eine verhältnismäßig hohe Trocken- und Naßfestigkeit besitzen, damit sie eine Zeit lang in Gegenwart von Eörperflüssigkeiten oder Wasser verwendet werden können.

Es sind viele Versuche unternommen worden, sanitäre Wegwerfartikel, wie Windeln, herzustellen und es ist ein gewisser wirtschaftlicher Erfolg erzielt worden. So sind z.B. in den US-PSS 3 636 952, 3 480 016, 3 070 095, 3 214 323 und 3 406 688 sowie anderen sog. sanitäre Wegwerfprodukte beschrieben.

Verschiedene Vliesstoffe sind bestimmt zur Verwendung für sanitäre absorbierende Produkte, wie Windeln u.a., die, wenn sie in Wasser, z.B. in die Toilette gegeben werden, zerfallen oder dispergiert werden pollen.-. Zur Herstellung von Vliesstoffen, die in Gegenwart vor/begrenzten Mengen wäßriger Flüssigkeiten intakt bleiben, aber, wenn sie in-Wasser gegeben werden, zerfallen, sind verschiedene Bindeverfahren vorgeschlagen worden. Diskontinuierliche oder beliebige Muster von Klebemittel oder Bindeharz zur Bindung der Fasern sind in den US-PS 2 039 312 und 3 616 797 und anderen Patentschriften angegeben. In der US-PS 2 010 433 sind Heftungen angegeben; in^ej ffipy^. 0^3^10/454, 3 370 590, 3 546 716 und 3 554 788/ist die Anwendung wasserlöslicher Bindemittel angegeben

und die Verwendung von wasserlöslichen Fasern als solchen ist z.B. in den US-PS 3 347 236 und 3 550 592 beschrieben. In der US-PS 3 480 016 ist ein absorbierendes Produkt beschrieben, das in Wasser dispergierbar ist, wenn eine Säure oder Base zu dem Wasser zugesetzt wird, wobei ein beliebiges Material aus nicht gewebten Fasern mit Hilfe eines säure- oder

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alkaliempfindlichen Bindemittels gebunden ist.

Die bekannten, im Wasser dispergierbaren Produkte, wie sie in den oben erwähnten Patentschriften angegeben sind, sind für die Verwendungszwecke, für die sie bestimmt sind, nicht vollständig befriedigend. Einige von ihnen zerfallen in jedem Falle in Gegenwart von Wasser und bleiben nur in Gegenwart begrenzter Mengen wäßriger !Flüssigkeiten intakt. Die Vliesprodukte der US-PS 3 4-80 016 sind, obwohl sie in reinem Wasser stabil zu sein scheinen, offensichtlich in einem gewissen Grad in sauren . und basischen wäßrigen Systemen instabil, die, einen pH-Wert' im Bereich von physiologischen (Körper)-Flüssigkeiten besitzen. In jedem Falle scheint es erforderlich zu sein, für eine wirksame Dispergierung dieser Produkte Säuren oder Basen zu dem Beseitigungssystem zuzusetzen.

Während die Anwendung von säure- oder baseempfindlichem Bindemittel für Vliesmäterial, die eine Beseitigung nach, dem Zerfall mit Hilfe von einem sauren oder basischen Reagens erlauben, zur Zeit die beste,bisher erreichte Lösung dieses Problems der Beseitigung absorbierbarer Materialien zu sein scheint, wird dieses Verfahren nicht für praktisch durchführbar angesehen. Die wiederholte Anwendung von Säuren oder Basen entweder in verdünnter oder in konzentrierter Form ist nachteilig für den.langen Weg von Abwässerbeseitigungssystemen, die von natürlichen Organismen zum Abbau und zur Beseitigung von Abwasser abhängen. Außerdem wird angenommen, daß, wenn viele Menschen derartige Materialien verwenden, bei städtischen Abwassersystemen, die eine große zentrale Behandlungsstelle umfassen, Probleme durch die Ansammlung von sauren oder basischen Substanzen an einem bestimmten Punkt des Systems auftreten können. Außerdem stellt

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die Handhabung von starken Säuren oder Basen Gefahren dar für die Personen, die mit solchen Substanzen in Berührung nonmien, besonders für Kinder und natürlich muß die Verbindung solcher Substanzen mit der Verwendung von Windeln für kleine Kinder einen deutlichen Nachteil darstellen.

Die Erfindung betrifft Windeln und andere sanitäre Produkte, die billig sind und nach einmaligem Gebrauch weggeworfen werden können, die eine gute Naßfestigkeit besitzen, so daß sie während der Bedingungen bei der Verwendung ihre strukturelle Integrität behalten, ohne daß sie durch gewebte Stoffe verstärkt werden müssen, aber die in häuslichen Abfallsystemen leicht und sicher beseitigt werden können mit Hilfe von Substanzen, die die Wirksamkeit solcher Abwasserbeseitigungssysteme nicht stören oder schädlich beeinflussen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Vliesstoffe herzustellen, die billig sind, eine ausreichende Naßfestigkeit besitzen, um unter allen Gebrauchsbedingungen intakt zu bleiben, aber die schnell leicht und sicher inwäßrigen Systemen beseitigt werden können. Es sollen Verbundvliesstoffe hergestellt werden, die in wäßrigem Milieu, enthaltend Enzyme, leicht dispergierbar sind und die im wesentlichen bestehen aus einem kurzfaserigen Vliesstoff mit Oberflächen, die dem Vliesstoff nur eine geringe Naßfestigkeit verleihen in Abwesenheit eines Bindemittels, aber die erfindungsgemäß mit einem wasserunlöslichen üblicherweise festen, durch Enzyme abbaubaren Bindemittel verbunden sind, das ausreicht, dem Vliesstoff eine Naßfestigkeit in Wasser bei Abwesenheit von Enzymen von ungefähr 0,7 bis 10 kg/cm zu verleihen. Der Verbundstoff aus Vliesstoff und Bindemittel ist in einem Zeitraum von ungefähr

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30 min dispergierbar in einem wäßrigen Medium, enthaltend Enzyme, die das Bindemittel abbauen können.

Vorzugsweise sind, die erfindungsgemaßen Verbundstoffe gegenüber einer Dispersion in Wasser, das keine Enzyme enthält, langer als 30 Minuten beständig. Die Trockenfestigkeit dieser Materialien ist im allgemeinen größer als ihre Naßfestigkeit und wird so vorgewählt , daß sie mit dem vorgesehenen Verwendungszweck in Einklang steht. Die Naßfestigkeit wird jedoch so vorgewählt, daß sie in einen Bereich

von ungefähr 0,7 bis ungefähr 10 kg/cm fällt, da dieser Bereich im wesentlichen alle Verwendungszwecke umfaßt, für die die erfindungsgemäßen Artikel im allgemeinen angewandt werden.

Die erfindungsgemäß geeigneten Vliesstoffe werden hergestellt durch Kardieren, Garnettieren , Abscheidung in der Luft, Abscheidung unter Wasser oder irgend ein für diesen Zweck bekanntes Verfahren. Die Fasern können in einer Richtung vororientiert sein, wie bei einer Pappbahn oder einem kardierten\Daminat, soweit das gewünscht ist. Wahlweise können sie im wesentlichen isotrop sein, d.h. sie können gleiche Festigkeit in allen .Richtungen besitzen. Geeignete Fasern für diesen Zweck sind solche aus Viskosereyon, Baumwolle, Wolle, Seide, Cellulose, Leinen, Hanf, Holzfasern u.a. oder rein synthetische Fasern, z.B. regenerierte Cellulose, Nylon, Polyester usw.

Bevorzugte Fasern für die erfindungsgemäßen Zwecke sind die natürlichen Fasern, die letzten Endes biologisch abbaubar sind. Die Länge der Fasern, die angewandt werden können, ist nicht kritisch, aber es ist bevorzugt, verhältnismäßig kurze Fasern zu verwenden, d.h. solch? mit Längen

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zwischen ungefähr 3 "bis ungefähr 12 mm. Die so hergestellten Vliesstoffe können ein Gewicht in der Größenordnung von

ungefähr 10 bis 100 oder mehr g /cm besitzen, je nach dem vorgesehenen Endverwendungszweck. Z.B. ist ein Gewicht

von ungefähr 20 bis 60 g/m bevorzugt zur Verwendung als Windelumhüllung.

Ein bequemes Verfahren zur Herstellung der Vliesstoffe ist irgend eines der verschiedenen bekannten Verfahren, wie für die Papierherstellung, Garnetting, Luftabscheidung, Wasserabscheidung und das Fourdrinier-Verfahren, wie es in der Papierherstellung angewandt wird. Wenn gewünscht, kann der Vliesstoff zu einer glatten harten Oberfläche kalandert werden.

Das erfindungsgemäß angewandte Bindemittel ist ein wasserunlösliches Polymer aus mindestens einem äthylenisch ungesättigten Monomer, das kovalent gebunden ist mit einem natürlich vorkommenden enzymatisch abbaubaren wasserlöslichen polymeren Material. Beispiele für solche Reaktionsprodukte mit Gelatine sind angegeben in der US-PS 3 507 661. Die in diesen Bindemitteln mit Gelatine umgesetzten Polymere besitzen ein Molekulargewicht von mindestens 10 000 und einen Polymerisationsgrad von mindestens ^O und vorzugsweise ein solches Molekulargewicht, daß sie eine Glasübergangstemperatur (T_) aufweisen, die im wesentlichen unabhängig

ist vom Molekulargewicht des Polymers·

Das äthylenisch ungesättigte Polymer kann auch als Vinylpolymer bezeichnet werden. Die angewandten Polymere müssen Substituenten enthalten, die entweder an der Hauptkette hängen oder endständig sind und die mit den wasserlöslichen, natürlich

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vorkommenden Polymeren reagieren können. Solche Vinylpolymere sind Polymere und Copolymere von „durch Additionsreaktionen polymerisierbaren Vinylmonomeren, die Substituenten "besitzen, die mit Verbindungen mit aktiven Wasserstoffatomen reaktionsfähig sind.

Der Ausdruck "aktiver Wasserstoff", wie er hier verwendet wird, ist allgemein "bekannt und wird üblicherweise angewandt und bedeutet aktiven Wasserstoff, wie er nach dem von Zerewitinoff, J.Am.Chem.Soc. 4-9, 3181 (1927) beschriebenen Verfahren gemessen und bestimmt wird.

Beispiele für äthylenisch ungesättigte (Vinyl·} Polymere und Copolymere der durch Additionsreaktion polymerisierbaren Vinylmonomere, wie sie für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet sind, sind Polymere mit sich wiederholenden Vinyl- oder Vinylideneinheiten, von denen mindestens 1 Mol-% und vorzugsweise 5 bis 30 Mol-% eine oder mehrere Gruppen enthalten, die mit aktiven Wasserstoffatomen reagieren können. Obwohl das Molekulargewicht dieser Polymere in einem weiten Bereich schwanken kann, besitzen sie,allgemein gesagt,ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 1 000 bis zu einigen Millionen oder darüber. Eine bevorzugte Gruppe von Polymeren sind solche mit einem Molekulargewicht, daß die Glasübergangstemperatur (T-) im wesentlichen unabhängig ist von dem Molekulargewicht (J. Poly.Sci. 3A, 3579 (1965) ■)- ' '

Diese Vinylpolymere können Homopolymere oder Copolymere sein, bei denen die Vinylmonomeren mit reaktionsfähigen Substituenten copolymerisiert sind mit /Monomeren, die keine reaktionsfähigen Gruppen enthalten. Beispiele für Monomere, die reaktionsfähige Gruppen für diesen Zweck liefern, umfassen epoxyhaltige Monomere,

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z.B. Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und 3,4-Epoxybuten-1, N-Methylolamidmonomere, z.B. U-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, aldehydhaltige Monomere, z.B. Acrolein, Methacrolein oder Acetale oder Bisulfitadditionsprodukte davon und Methylvinylketon, α-Halogenester, z.B. Vinyl-α-chioracetat und aziridinhaltige Monomere, z.B. N-Allylaziridin und Acryloxyalkylazxridxn und Anhydride, z.B. Maleinsäureanhydrid. Vinylmonomere, die zur Herstellung von Copolymeren mit Monomeren, enthaltend einen reaktionsfähigen Substituenten, verwendet werden können, umfassen Acrylatester, z.B. Methylacrylat, Äthylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat und 2-Äthylhexylacrylat, Vinylester, z.B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Olefine, z.B. Äthylen, Propylen, Styrol, Vinylcyclohexen, Diene, z.B. 1,3-Butadien, Isopren, Chloropren, Vinyläther, z.B. Methylvinyläther, Butylvinyläther und Octadecylvinyläther, Amide, z.B. Acrylamid, Methacrylamid, Vinylpyrrolidon und Acrylonitril. Da die Herstellung von Polymeren und Oopolymeren der oben angegebenen Monomere ausführlich in der Literatur beschrieben ist, ist eine nähere Erläuterung für ein vollständiges Verständnis der Erfindung nicht erforderlich. Z.B. ist in der US-PS 3 242 123 die Herstellung von Copolymeren, die für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet sind, erläutert. Die reaktionsfähigen Polymere werden im allgemeinen in Lösung in einem organischen Lösungsmittel oder in Emulsion hergestellt und werden als solche zur Herstellung der enzymatisch abbaubaren Bindemittel, die für die erfindungsgemäßen Zwecke angewandt werden, verwendet.

Die natürlich vorkommenden wasserlöslichen enzymatisch abbaubaren Polymere, die mit den oben angegebenen Vinylpolymeren umgesetzt (kovalent gebunden)werden,zur Bildung der enzymatisch abbaubaren Bindemittel für die erfindungsgemäßen Vliesstoffe,

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enthalten aktive Wasserstoffgruppen, die kovalent mit den Vinylpolymereii reagieren können, da sie eine oder mehrere Imid-, Amid-, Amino-, Hydroxyl- oder Carboxylgruppen enthalten. Sie können in Wasser löslich sein unter Bildung einer echten Lösung, aber in einigen Fällen bilden sie ein Sol oder eine kolloidale Lösung. Der Ausdruck "wasserlöslich", wie er hier im Zusammenhang mit diesen natürlich vorkommenden Polymeren verwendet wird, bezieht sich sowohl auf die Bildung von echten Lösungen als auch von kolloidalen Lösungen. Sie sind im allgemeinen im Stande, selbsttragende Folien zu bilden beim Verdampfen von wäßrigen Lösungen des Polymers.

Beispiele für solche natürlich vorkommenden Polymere, die zur Herstellung der in den erfindungsgemäßen Vliesstoff-Verbundstoffen geeignet sind, umfassen sowohl tierische als auch pflanzliche Proteine, wie z.B. Albumine, z.B. Serumalbumin, Eieralbumin, Eicin, Leucosin und Legumelin; Globuline, z.B. Serumglobulin, Myosin und Myogen aus Muskeln, Edestin aus Hanf und Getreideglobuline; Prolamine, z.B. Zein, Hardein aus Gerste und Gliadin aus Weizen; Gluteline, z.B. Glutelin aus Weizen und Mais und Oryzein aus Reis; Protamine, z.B. Salmin und Gulpein; Seieroproteine, z.B. Collagen, Gelatine, tierischen Leim, Elastin^und Fibroin; Phosphoproteine, z.B. Casein und Vitellin und Glycoproteine, z.B. Mucin, Mucoide und Ovalbumin.

Beispiele für folienbildende Polysaccharide, die als enzymatisch abbaubare Polymerkomponente des enzymatisch abbaubaren Bindemittels für die Fasern des erfindungsgemäßen Vliesstoffes verwendet werden können, umfassen Stärke, Glycogen, Inulin, Amylose, Amylopectin, die Seegraspolysaccharide, z,B. Algin, Propylenalginat und andere Alginderivate, Carrageenan, Fucoidan, Luminaron und Agar, die Exudat-

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gunmen, z.B. Gummiarabicum, Gummi ghat ti, Guriimikaraya, Tamarindengummi und Gummitraganth und andere Gummen, z.B. Akaziengummi, Guargummi und Pectin.

Zur Herstellung des Reaktionsproduktes, daß die erfindungsgemäß verwendeten enzymatisch, abbaubaren Bindemittel darstellt, wird zunächst eine Bindemittel bildende Zubereitung hergestellt. Die Bindemittel.bildende Zubereitung wird hergestellt durch Vermischen einer organischen oder wäßrigen Lösung, Dispersion oder Emulsion des mit den reaktionsfähigen Gruppen substituierten Polymers mit einer Lösung oder Dispersion des enzymatisch abbaubaren Polymers. Die das Bindemittel bildende Zubereitung wird dann auf einen Vliesstoff aufgebracht und die Lösungsmittel werden entfernt, woraufhin die Reaktion des mit den reaktionsfähigen Gruppen substituierten Polymers mit dem enzymatisch, abbaubaren Polymer stattfindet, wobei in situ das Reaktionsprodukt entsteht, das das enzymatisch abbaubare Bindemittel ausmacht. Z.B. wird eine enzymatisch abbaubare Bindemittel bildende Zubereitung, die geeignet ist zur Verwendung als Bindemittel für die erfindungsgemäßen enzymatisch abbaubaren Vliesstoffe, hergestellt durch Vermischen von 8 Gew.-Teilen einer 15/oiGen wäßrigen Emulsion eines Ithylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymers (Molverhältnis 80:20), die hergestellt worden ist entsprechend Beispiel 1 der US-PS 3 507 661 mit 92 Teilen einer 13»5/^igen wäßrigen Lösung von Collagen. Die wäßrige Zubereitung des die reaktionsfähigen Gruppen enthaltenden Polymers und enzymatisch abbaubaren Polymers wird dann angewandt, um die erfindungsgemäßen enzymatisch abbaubaren Vliesstoffe herzustellen.

Die/enzymatisch abbaubare Bindemittel bildende Zubereitung wird auf die Vliesstoffbahn aufgebracht, um einen erfindungsgeraäßen Vliesstoff herzustellen nach verschiedenen an sich be-

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kannten Verfahren, z.B. durch Aufsprühen einer Lösung, Emulsion oder Dispersion des enzymatisch abbaubaren Bindemittels auf die Vliesstoffbahn, durch Eintauchen des Vliesstoffs in eine Lösung,' Emulsion oder Dispersion des enzymatisch abbaubaren Bindemittels oder durch Aufrollen der Lösung, Emulsion oder Dispersion auf die Bahn. Die. Bindemittel bildende Zubereitung kann auch auf die Bahn während der Wasserabscheidung wie bei dem Fourdrinier-Prozess aufgebracht werden, wobei die Bindemittel-Emulsion oder Dispersion zu dem Verfahrenswasser zugesetzt wird.

Nach dem Aufbringen des Bindemittels, auf die Bahn wird diese getrocknet, woraufhin die reaktionsfähigen Gruppen des mit reaktionsfähigen Gruppen substituierten Polymers mit dem enzymatisch abbaubaren Polymer stattfindet unter Bildung von kovalenten Bindungen. Diese Reaktion kann beschleunigt werden durch Trocknen der nassen Bahn bei erhöhten Temperaturen, z.B. 40 bis 70⁰C in kurzer Zeit. Im allgemeinen wird die Konzentration des enzymatisch abbaubaren Bindemittels in der Lösung, Emulsion oder Dispersion eingestellt durch Zugabe von Flüssigkeit, z.B. organischem Lösungsmittel, Wasser oder wäßrigen Lösungen, so daß nach dem Aufbringen auf den Vliesstoff und Trocknen ungefähr 0,3 bis ungefähr 100 und vorzugsweise 1 bis ungefähr 15 Gew.-%, bezogen auf den trockenen Vliesstoff, an enzymatisch abbaubarem. Bindemittel auf dem Vliesstoff verbleiben.

Der so gebildete Vliesstoff kann, wenn gewünscht, eine verhältnismäßig hohe Zugfestigkeit in der Trockene besitzen. Es ist nicht unüblich, daß sie Zugfestigkeiten in der Trockene in der Größenordnung von 100 bis 150 kg/cm besitzen. Trockenfestigkeiten von mehr als 35 kg/cm sind jedoch für die meisten Zwecke für die die absorbierenden erfindungsgemäßen

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Materialien verwendet werden sollen, nicht erforderlich. Die Trockenfestigkeit ist infolgedessen verhältnismäßig unwichtig für die erfindungsgemäßen Vliesstoffe. Wenn sie in Wasser eingetaucht werden, zeigen die erfindungsgemäßen Vliesstoffe jedoch eine Naßfestigkeit, die im Bereich von 0,5 bis 10 kg/cm oder darüber liegen kann, je nach, dem speziellen angewandten Bindemittel und der Menge an Bindemittel, die auf den Vliesstoff aufgebracht wird. Die Naßfestigkeit wird auch erhöht durch Trocknen des Vliesstoffes und Bindemittels bei erhöhter Temperatur,, wie oben angegeben. Bevorzugt werden Naßfestigkeiten im Bereich von 2 bis 10 kg/cm . Wenn die Naßfestigkeit sehr gering ist, können die Vliesstoffe im Wasser allein nach einer Zeitdauer von 30 min bis zu 1 h zerfallen. Wenn die Naßfestigkeit jedoch höher ist, wird üblicherweise festgestellt, daß selbst nach einem stunden- oder tagelangen Eintauchen in Wasser nur eine sehr geringe Änderung der Zugfestigkeit auftritt.

Pur verschiedene Verwendungszwecke werden die erfindungsgemäßen Bahnen geschnitten, gefärbt oder sonst in die gewünschte Porm gebracht. Sie können zu vielen Schichten gefaltet werden usw. Auf diese Weise werden sie üblicherweise angewandt zur Herstellung einer Vielzahl von nützlichen Produkten, wie Windeln, Monatsbinden, medizinischen Binden, wegwerfbaren Waschlappen usw. Zum Wegwerfen werden sie leicht zu Pasern dispergiert, indem man lediglich in das Wasser, in dem sie vernichtet werden sollen, eine Enzymmenge gibt.

Vorzugsweise werden Cellulose oder Cellulosefasern zur Herstellung der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Strukturen verwendet.

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Die erfindungsgemäßen absorbierenden mehrschichtigen Produkte werden hergestellt aus einzelnen Vliesstoffblättern oder -bahnen, die je nach dem vorgesehenen Verwendungszweck vorher in die gewünschte Form und Größe geschnitten worden sind. Günstigerweise wird der Vliesstoff in Form einer Rolle hergestellt und eine oder mehrere Rollen dieses Materials werden mit Preß-, S"tanz- und/oder Schneidevorrichtungen zusammengebracht, um eine kontinuierliche Herstellung zu erleichtern, bei der die Bahnen kontinuierlich von den Rollen abgezogen, zwei oder mehrere Schichten laminatartig zusammengebracht und dann in die vorbestimmte entsprechende Form und Größe gebracht werden. Es kann ein Klebemittel angewandt werden, um das Laminat zusammenzuhalten, oder Teile des mehrschichtigen Produktes, z.B. Kanten oder Ecken können, wenn gewünscht, zu diesem Zweck zusammengepreßt werden. Anschließend können die mehrschichtigen Platten auf irgend eine gewünschte Art für die bequeme Handhabung und den Verkauf gefaltet, gerollt, umwickelt oder verpackt werden.

Ein leicht zu vernichtendes mehrschichtiges erfindungsgemäßes Kissen besteht im wesentlichen aus einer inneren, mit dem Körper in Berührung kommenden selbsttragenden wasserabsorbierenden Lage, die zusammengesetzt ist aus einem Vliesverbundstoff, bestehend im wesentlichen aus verhältnismäßig kurzen Fasern, die im wesentlichen keine Naßfestigkeit in Abwesenheit eines Bindemittels besitzen und in Kombination damit einem wasserunlöslichen, üblicherweise festen enzymatisch abbaubaren Bindemittel, das aus einem Polymer aus mindestens einem äthylenisch ungesättigten Monomer, das kovalent gebunden ist, an ein natürlich vorkommendes enzymatisch abbaubares wasserlösliches

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polymeres Material besteht, wobei das Polymer ein Molekulargewicht von mindestens ungefähr 10 000 und einen Polymerisationsgrad von mindestens ungefähr 50 besitzt, und das Bindemittel in einer wirksamen Menge im Bereich von ungefähr 0,5 % bis ungefähr einer Menge, die dem Gewicht der Fasern in dem Vliesstoff entspricht, vorhanden ist und dem Vliesstoff eine ausreichende Naßfestigkeit im wäßrigen Milieu in Abwesenheit von Enzymen von ungefähr 0,7 bis 50 kg/cm verleiht und eine Dispersion des Vliesstoffes in einem Zeitraum von ungefähr 5 bis ungefähr JO min in wäßrigem Milieu erlaubt, enthaltend ein Enzym, das im Stande ist, das wasserlösliche polymere Material abzubauen, wodurch das Bindemittel zerfällt und der Vliesstoff leicht dispergierbar wird. Außerdem umfaßt das mehrschichtige Kissen eine oder mehrere* Zwischenschichten aus nicht geliebten, stark Feuchtigkeit absorbierenden Fasern, die kein Bindemittel enthalten und im wesentlichen keine ITaßfestigkeit besitzen sowie eine äußere Schicht aus einem selbsttragenden Vliesverbundstoff aus dem gleichen Material wie die dem Körper zugewandte Schicht, die auf nicht mehr als einer Oberfläche und von ihr getragen einen Überzug besitzt aus einem zerbrechbaren wasserabstoßenden Material, wobei die einzelnen Lagen unmittelbar aufeinanderliegen und die innere und äußere Lage ungefähr gleich groß und größer sind als die Zwischenlage oder-lagen. Es ist offensichtlich, daß die mehrschichtige Struktur bei der Anwendung so verwendet werden muß, daß die innerste Schicht mit dem Körper in Berührung steht und die Körperflüssigkeiten von ihr absorbiert und durch sie hindurch in die innere Schicht oder Schichten geleitet und dort absorbiert werden. Das wasserabstoßende Material vermeidet den Durchgang von Feuchtigkeit durch das gesamte Kissen. Nach der Verwendung wird das gesamte mehrschichtige Kissen z.B. in eine Toilette geworfen und eine Enzymmenge zu dem Wasser zuge-

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gegeben. Die Vliesstoffschichten zerfallen schnell-und können auf übliche Weise in der Toilette heruntergespült werden, ohne daß die Gefahr einer Verstopfung entsteht. Die Enzyme stören die Wirksamkeit des Abwassersystems nicht, selbst wenn sie häufig verwendet werden.

Allgemein gesagt bestehen die erfindungsgemäßen selbsttragenden Vliesstoffbahnen, die hier als Lagen für das erfindungsgemäße mehrschichtige Produkt verwendet werden, aus nicht-gewebten" Matten oder Bahnen aus kurzen Fasern aus Cellulose oder synthetischen Fasern u.a., z.B. Viskose-, reyon, Baumwolle, Wolle, Seide, Cellulosematerialien, Leinen, Hanf, Holzfasern, regenerierter Cellulose, Nylon, Polyester usw. Vorzugsweise sind es neutrale Fasern, die letzten Endes biologisch abgebaut werden können. Sie sind kombiniert mit einem in Wasser unlöslichen, normalerweise festen enzymatisch abbaubaren Bindemittel, das ausreicht, um dem Vliesstoff bzw. der nicht-gewebten Matte eine Naßfestigkeit in Wasser in Abwesenheit von Enzymen

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von ungefähr 0,7 bis 50 kg/cm zu verleihen.

Beispielhaft für solche Bindemittel sind Reaktionsprodukte mit Gelatine, wie sie in der US-PS 3 50? 661 angegeben sind. Die äthylenisch ungesättigten Polymere, die für diese Bindemittel umgesetzt werden mit Gelatine, besitzen ein Molekulargewicht von mindestens· ungefähr 10 000 und einen Polymerisationsgrad von mindestens 50 und vorzugsweise ein solches Molekulargewicht, daß sie eine Glasübergangstemperatur (T„) besitzen, die im wesentlichen unabhängig ist von dem Molekulargewicht des Polymers. Bei diesen Bindemitteln kann das äthylenisch ungesättigte Polymer auch als Vinylpolymer bezeichnet werden und es ist erforderlich, daß es Sub-

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stituentengruppen enthält, die entweder an Seitenketten hängen oder endständig sind, und die mit den wasserlöslichen, natürlich vorkommenden Polymeren reagieren können. Diese Vinylpolymere können auch als Polymere und Copolymere von durch Addition polymerisierbaren Vinyimonomeren bezeichnet werden, die Substituentengruppen besitzen, die mit Verbindungen mit aktivem Wasserstoff reagieren können.

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Die Dispersion der erfindungsgemäßen Vliesstoffe zum Wegwerfen wird erreicht durch, einfaches Benetzen des Stoffes mit Wasser, das ein geeignetes Enzym enthält oder günstiger, indem man den Stoff in Wasser gibt und dazu ein geeignetes Enzym zum Abbau des Bindemittels zusetzt. Die Enzymkonzentration, die besonders wirksam ist, variiert natürlich je nach dem angewandten Enzym und der speziellen Aktivität gegenüber dem Bindemittel. Das spezielle Enzym ' kann die Anwendung gepufferter Lösungen erforderlich machen und das kann erreicht werden, indem man z.B. der trockenen Enzymzubereitung eine Menge eines trockenen Puffermittels zusetzt.

Die Enzyme, die für die Beseitigung der verschiedenen erfindungsgemäßen Produkte verwendet werden können, können zu irgend welchen bekannten Enzymklassen gehören, wie Hydrolasen, Oxidasen, Eeduktasen, Transferasen und Isomerasen, die die chemischen Prozesse der Hydrolyse, Oxidation, Reduktion, Gruppenübertragung bzw. Umlagerung, Isomerisierung usw. katalysieren. Es kann erforderlich sein, das wäßrige Medium, in dem sie angewandt werden, zu puffern, um. die maximale katalytisehe Wirkung zu erzielen.

In den meisten Fällen ist das Vorhandensein von Wasser er-

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forderlich, daß eine enzymatische Katalyse eintreten kann. Bedingungen, wie der pH-Wert, Ionenstärke, Temperatur usw. sowie das Vorhandensein weiterer chemischer Substanzen, wie Cofaktoren, kann auch wichtig sein, um eine maximale katalytisch^ Wirkung zu erzielen, je nach der Art des einzelnen Enzyms und der chemischen Reaktion oder des Prozesses, der durch das Enzym katalysiert werden soll. Eine vollständigere Beschreibung der Enzyme, ihrer Struktur und katalytischen Wirkung ist leicht zugänglich, z.B. die Reihe von Veröffentlichungen "The Enzymes", herausgegeben von Paul D. Boyer, Academic Press, New York oder US-PS 3 386. 441, wo verschiedene proteolytische, mucolytische oder amylolytische Enzyme angewandt werden für Monatsbinden.

Die erfindungsgemäß bevorzugten Enzyme sind die Hydrolasen, die die Hydrolyse eines weiten Bereichs von makormolekularen Substanzen zu niedermolekularen Substanzen, Fragmenten oder Einheiten katalysieren. Hydrolasen sind verhältnismäßig unschädliche Substanzen, die in so üblichen Haushaltsprodukten, wie Fleischweichinachern, verwendet werden. Beispiele für geeignete Hydrolasen sind die Proteasen, die die Hydrolyse von Proteinen zu Peptiden oder einzelnen Aminosäuren katalysieren, z.B. Protease-62 (Röhm und Haas Company, "R und H"), Papain, i"icin und Broinelain (Miles Laboratories), Trypsin und Chymotrypsin (Sigma Chemical Company); Polysaccharidhydrolasen, wie die Cellulase, die die Hydrolyse von Cellulose und vielen substituierten Cellulosederivaten zu; niedermolekularen Sacchariden katalysieren, z.B. Cellulase-4000 (Miles Laboratories); die Pentosanasen-Hexonasen, die-die Hydrolyse von Gummen .und Mucilagen zu niedermolekularen Polysacchariden

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und/oder Zuckern katalysieren, z.B. HP-15O (E und H) und die Diastasen, die die Hydrolyse von Stärke zu Kohlenhydraten kleinerer Größe und geringerer Komplexität katalysieren, z.B. Rhozyme-S, -33 und H-39 (R und H).

Wenn man z.B. eine etwas rohe Enzymzubereitung verwendet, wie sie bekannt und als Protease 62 im Handel erhältlich ist (eine Protease, die die Hydrolyse von Proteinen zu Peptiden oder einzelnen Aminosäuren hydrolysiert), kann die geeignete Konzentration des Enzyms in Wasser von ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 % oder gegebenenfalls darüber variieren. Vorzugsweise betragen die angewandten Konzentrationen ungefähr 0,05 his ungefähr 0,15 %₅ wobei der Zerfall und die Dispersion der Vliesstoffe von dem praktischen Standpunkt aus gesehen schnell genug ist. So reicht eine Menge von ungefähr 1,5 bis 3 g Enzym für eine durchschnittliche Haustoilette (ungefähr 3 1 Wasser) z.B. für jede Vernichtung einer Windel aus. Offensichtlich ist die Verwendung von zuviel Enzym eine Verschwendung, da die entsprechende Erhöhung der Dispersion des Vliesstoffes nicht direkt proportional ist der angewandten Menge.

Auf diese Weise können Gegenstände, die aus den erfindungsgemäßen Vliesstoffverbundmaterialien hergestellt worden sind, für verschiedene sanitäre Zwecke verwendet und in üblichen Hausabwassersystemen mit Versitzgruben beseitigt werden, ohne daß gefährliche und störende Substanzen verwendet werden müssen und ohne daß eine nachteilige Wirkung auf das Abwassersystem eintritt. Eine häufige Anwendung führt nicht zum Aufbau unerwünschter Substanzen in dem Abwassersystem. Gleichzeitig können die angewandten Systeme eine deodorisierende oder den Zerfall be-

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schleunigende Wirkung auf die menschlichen Ausscheidungen haben, die z.B. absorbiert sind, was ebenfalls von Vorteil ist.

Günstigerweise wird eine Enzymzubereitung in trockener pulverisierter Form direkt mit dem sanitären Artikel verbunden, z.B. indem sie in eine Falte oder Tasche davon eingebracht wird, die während der Anwendung nicht naß wird. So erfordert die Beseitigung in einem wäßrigem Milieu bequemerweise keine getrennte Zugabe des Enzyms. Andere derartige Kombinationen von Enzymen mit den Artikeln aus den erfindungsgemaßen Vliesstoffen liegen nahe.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Dabei sind unter Teilen, soweit nicht anders angegeben, Gew.-Teile zu verstehen.

Beispiel 1 ' ·

Ein Vliesstoff wird hergestellt in einer 20 χ 20 cm Laborvorrichtung zur Herstellung von Papierblättern unter Verwendung von 4 1 Wasser .und 100 ciir einer Dispersion, die hergestellt worden ist durch Vermischen in einer Mischvorrichtung mit hoher Geschwindigkeit von 19 Teilen 6 mm RD101 Viskose-Reyon-Fasern (American Viscose Company) und 1900 Teilen Wasser, enthaltend 0,4 Teile Alkylarylpolyätheralkohol (Triton X-100.oberflächenaktives Mittel, Rohm und Haas Company). Nach dem Vertreiben des Wassers wird das auf dem Sieb gebildete Blatt auf ein 20 χ 20 cm großes Stück Fließpapier gegeben und bei 80⁰C getrocknet. Es besitzt ein Gewicht von 24 g/m .

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Eine wäßrige Dispersion eines enzymatisch abbaubaren Bindemittels wird hergestellt durch Vermischen von 5 Teilen einer- 15%igen Emulsion eines Äthylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymers (Molverhältnis 90:10) (hergestellt entsprechend Beispiel 1 der US-PS 3 507 661) mit 0,75- Teilen Collagen (z.B. technisches Proteincolloid Nr. 5-V der Swift and Company), gelöst in 55 Teilen warmem destilliertem Wasser, wobei der pH-Wert mit Ό,1η Uatriumhydroxidlösung auf 7»0 bis 7*2 eingestellt ist.

Das 20 χ 20 cm große Vliesstoffblatt, das wie oben hergestellt ist , wird mit 20 cm/ der wäßrigen Dispersion besprüht, 1 h bei Raumtemperatur getrocknet und dann 2 h auf 70 C erhitzt. Der erhaltene getrocknete Vliesstoff

besitzt eine Zugfestigkeit von ungefähr 263 kg/cm . Die

Naßfestigkeit liegt im Bereich von 4,7. kg/cm . Proben des Vliesstoffs zerfallen, wenn sie in eine 0,1%ige Lösung von Protease 62 (ein bakterielles Enzym der Rohm und Haas Company), die auf einen pH-Wert von 8 gepuffert ist und bei Raumtemperatur von Zeit zu Zeit mit einer mechanischen Schüttelvorrichtung bewegt werden,in 10 bis 15 min vollständig. Proben des gleichen Vliesstoffes die in einer wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 8 .bei Raumtemperatur bewegt werden, die kein Enzym enthält, brauchen 45 bis 75 min bis zum Zerfall.

Der Vliesstoff besitzt vor dem Aufbringen des enzymatisch abbaubaren Bindemittels eine Zugfestigkeit von

ungefähr 80 kg/cm im Trockenen und beim Benetzen mit Wasser fällt der Vliesstoff vollständig auseinander.

Wenn Proben des entsprechend Beispiel 1 hergestellten Vliesstoffes in einer 0,i%igen Lösung von Enzym 56-lot 1 (R und H

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Protease),die auf einen pH-Wert von 10 gepuffert ist, "bewegt werden, zerfällt der Vliesstoff in 10 min bei Raumtemperatur vollständig. Vergleichbare Zeiten werden auch erzielt mit Enzym P-53 "und Enzym B-6 (beides Proteasen E und H).

Beispiel 2

Ein Vliesstoff wird hergestellt aus Altpapierpulpe nach dem in Beispiel 1. beschriebenen Verfahren. Der Vliesstoff besitzt ein Gewicht von 40 g/i
bei der Berührung mit Wasser.

ο
besitzt ein Gewicht von 40 g/cm und zerfällt sofort

Eine Dispersion aus einem enzymatisch abbaubaren Bindemittel wird hergestellt durch Vermischen einer Emulsion, enthaltend 3?19 g eines Äthylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymers (Molverhältnis 90:10, hergestellt wie im Beispiel 1 der US-PS 3 507 661 beschrieben), in 500 cm^ Wasser mit

■χ

einer Lösung von 3>0 g Gelatine in 500 cnr Wasser mit einem pH-Wert von 7? 5·

Der aus dem Altpapier hergestellte Vliesstoff wird bis zur Sättigung mit dem oben beschriebenen enzymatisch abbaubaren Bindemittel besprüht und an der Luft getrocknet. Nach dem Trocknen wird der behandelte Vliesstoff 3 h in einem Ofen von 4O⁰C erwärmt. Die Gewichtszunahme beträgt weniger als 1 %. Der gebundene Vliesstoff

ο besitzt eine Trockenzugfestigkeit von ungefähr 133 kg/cm Die Naßfestigkeit beträgt 2,8 bis 3,5 kg/cm . Proben des mit dem enzymatisch abbaubaren Bindemittel behandelten _c Stoffes werden in 10 min vollständig dispergiert, wenn sie in eine 0,1%ige Lösung von Enzym 56-lot 1 bei einem pH-Wert von

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10 gebracht und bei Raumtemperatur auf einem mechanischen Schüttler bewegt werden. Vergleichbare Dispersionszeiten werden auch unter Anwendung von Enzym P-53 und Enzym B-6 erzielt.

Beispiel 3

Das Beispiel 1 wird wiederholt, wobei als enzymatisch abbaubares Bindemittel eine wäßrige Dispersion verwendet wird, die hergestellt wird durch Vermischen von 500 cm^ einer wäßrigen Emulsion mit einem pH-V/ert von 7j5» enthaltend 2,85 S eines Äthylacrylat/Acrolein-Copolymers (Molverhältnis 90:10) mit 500 car einer wäßrigen lösung, enthaltend 2,1 g Akazia (Gummiarabikum) mit einem pH-Wert von 7,5·

Das oben verwendete Äthylacrylat/Acrolein-Copolyiner wird hergestellt nach einem Verfahren analog demjenigen, das für die Herstellung von Äthylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymer in Beispiel 1 der US-PS 3 507 661 beschrieben ist, wobei anstelle von Glycidylmethacrylat eine äquivalente Menge Acrolein verwendet wird.

Der nach diesem Beispiel hergestellte Vliesstoff zerfällt vollständig in ungefähr 15 min, wenn er auf einem mechanischen Schüttler in einer 0,1/üigen Lösung von einem HP—150-Gemisch (eine Diastase R und H) bewegt wird.

Beispiel 4

Ein 20 χ 20 cm großes Stück Vliesstoff, das entsprechend Beispiel 1 hergestellt worden ist, wird mit 20 cnr einer Emulsion besprüht, die hergestellt worden ist durch Vermischen einer Lösung von 0,75 S Tischlerleim (hide glue) in 55 cnr

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Wasser mit 5 cm* eines Latex mit 15 % Feststoffen aus einem"90:10 Äthylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymer wie im Beispiel 1 "beschrieben. Der behandelte Stoff wird 18 h bei Kaum temperatur getrocknet und dann 1 h auf 75⁰C erhitzt.

Probendes erhaltenen Vliesstoffes zerfallen vollständig in 12 bis 16 min auf einem mechanischen Schüttler in einer 0,1%igen Lösung von Protease-62, die auf einen pH-Wert von § gepuffert ist. Wenn" sie in Wasser mit einem pH-Wert von 9 in Abwesenheit eines Enzyms bewegt werden, sind 60 bis 90 min erforderlich, daß die Proben zerfallen.

Beispiel _5

Viskose-

Ein/Vliesstoff von 20 χ 20 cm, der wie in Beispiel Λ

■χ hergestellt worden ist, wird mit 10 cnr einer 1/oigen Lösung Gelatine (Kulturmedium) in Wasser, die auf einen pH-Wert von 7 eingestellt worden.ist, besprüht. Der mit Gelatine behandelte Vliesstoff wird an der Luft, getrocknet und dann 1 h bei 60 bis 65°C behandelt. Der getrocknete Stoff wird dann ein zweites Mal mit 5 cm einer 1%igen Lösung eines Methylmethacrylat/Äthylacrylat/Glycidylmethacrylat-Terpolymers 65:25:10 (hergestellt durch Suspensionspolymerisation nach bekannten Verfahren) in einem Lösungsmittel besprüht. Der mit dem Terpolymer behandelte Stoff wird an der Luft getrocknet und dann durch Erhitzen mit einem heißen Eisen von 100°0 60 see lang gehärtet. · .

Der wie oben hergestellte gebundene Vliesstoff besitzt

eine Zugfestigkeit von 187 kg/cm . Die Zugfestigkeit in

der Nässe beträgt ungefähr 5,2 kg/cm . Proben des Stoffes zerfallen in 3 bis 6 min, wenn sie in einer 0,1%igen Lösung

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von Protease-62 in Leitungswasser bewegt werden. Wenn sie in Wasser ohne Enzym bewegt werden, beträgt die Zerfallszeit ungefähr 70 min.

Beispiel 6

Gebundene Vliesstoffe werden nach dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren hergestellt mit der Ausnahme, daß für das zweite Sprühen 5 cnr einer 1%igen Lösung in Aceton eines Styrol/Maleinsäureanhydrid—Copolymers mit einem Molekulargewicht von ungefähr 1000 anstelle der Terpolymerlösung verwendet werden. Der Vliesstoff wird dann an der Luft getrocknet und 60 see mit einem heißen Eisen von 100 C erhitzt.

Der erhaltene gebundene Vliesstoff besitzt eine Zugfestigkeit im Trockenen von 237 kg/cm und eine Zugfestigkeit in der Nässe von 8,4 kg/cm . In 0,1%igen Lösungen von Protease-62 in Leitungswasser zerfallen Proben des Vliesstoffes in 6 bis 10 min. In Wasser ohne Enzym beträgt die Zerfallszeit 2 bis 6 h.

Beispiel 7

Bei Wiederholung des Beispiels 6 unter Verwendung einer 1%igen Lösung in Aceton eines Methylvinyläther/Maleinsäureanhydrid-Copolymers (Gantrez AN-119) anstelle der 1%igen Acetonlösung von Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymer zerfällt der erhaltene Vliesstoff in 11 bis 20 min, wenn er in einer 0,1%igen Lösung von Protease-62 bewegt wird. Die Zerfallszeit in Wasser ohne Enzym beträgt 2 bis 3 h.

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Beispiel 8

Herstellung eines Vinylpyrrolidon/Glycidylmethacrylat-Copolymers 90:10

Ein Dreihalsrundkolben, der mit einem mechanischen Rührer _f Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre und einem Thermometer versehen ist, wird mit 395 cnr destilliertem Wasser, 22,2 g (0,2 Mol) N-Vinylpyrrolidon und 3,10 g (0,022 Mol) Glycidylmethacrylat "beschickt. Der Kolben wird mit Stickstoff gespült und der Inhalt während der Reaktion unter Stickstoffatmosphäre gehalten. Das Gemisch wird gerührt, die Temperatur auf 50 bis 55°C erhöht und auf diesem Wert gehalten, und 0,2 g ^,^'-Azobiscyanovaleriansäure als Polymerisationskatalysator zugegeben» Wenn sich während der Reaktion ein Feststoff aus der Lösung abscheidet, wird Aceton (insgesamt 125 cm^) zugegeben, um ihn in Lösung zu halten. Es wird weiter bis insgesamt ungefähr 3 h gerührt und erhitzt. Wach dieser Zeit wird das Gemisch abgekühlt und die farblose sirupartige Lösung filtriert, um eine kleine Menge unlöslicher Substanzen zu entfernen. Die erhaltene Lösung enthält ungefähr 5 % Copolymer. Sie kann als solche angewandt werden oder das Copolymer kann durch Sprühen oder Trommeltrocknen isoliert v/erden.

B e i s ρ i el 9

Ein entsprechend Beispiel 1 hergestellter Vliesstoff wird mit 20 cm"' einer wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 7j enthaltend 1 g Tischlerleim und 1 g eines 90/10 N-Vinylpyrrolidon/Glycidylmethacrylat-Copolymers .(hergestellt entsprechend Beispiel 8) in 200 cnr Wasser besprüht.

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Der behandelte Vliesstoff wird an der Luft getrocknet und durch 30 s langes Erhitzen mit einem Eisen von 10O⁰C gehärtet. Wenn er in einer O,1',oigen Lösung von Protease-62 in Wasser bewegt wird, beträgt die Dispersionszeit 12 bis 14 min. Wenn er in Wasser ohne Enzym bewegt wird, beträgt die Dispersionszeit 50 bis 65 min.

Beispiel 10

Herstellung eines Vinylpyrrolidon/Acrolein-Copolymers 90:10

Ein Dreihalsrundkolben, der versehen ist mit einem mechanischen Rührer, Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung einer inerten Atmosphäre in dem Kolben und einem. Thermometer wird beschickt mit 368 cm-⁵ destilliertem Wasser, 22,2 g (0,2 Mol) N-Vinylpyrrolidon und 1,3 g (0,02 Mol) Acrolein. Der Kolben wird mit Stickstoff gespült und der Kolbeninhalt während der Reaktion unter Stickstoffatmosphäre gehalten. Das Gemisch wird gerührt, die Temperatur auf 50 bis 55°G erhöht und auf diesem Wert gehalten und 0,2 g 4,4'-Azobiscyanovaleriansäure zugegeben. Nach 2stündiger Reaktion werden weitere 0,2 g 4,4'-Azobxscyanopentansäure zugegeben und die Reaktion weitere 3 h. fortgesetzt. Nach dieser Zeit wird das Gemisch zur Entfernung kleiner Mengen unlöslicher Substanzen filtriert. Das erhaltene Filtrat enthält ungefähr 6 Gew.-yt» Copolymer. Die Lösung kann als solche angewandt oder durch Sprühen oder Trommeltrocknen isoliert werden.

Beispiel V\_

Das Beispiel 7 wird wiederholt unter Verwendung von 1 g eines 90:10 N-Vinylpyrrolidon/Acrolein-Copolymers (hergestellt ent-

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sprechend^Beispiel 10) anstelle von 1 g 90/10 N-Vinylpyrrolidon/Glycidylmethactylat-Copolymer.

Der erhaltene Vliesstoff besitzt eine Dispersionszeit in einer wäßrigen 1 % Protease-62 enthaltenden Lösung von 4'bis 5 min und in Abwesenheit der Protease-62 eine Dispersionszeit von mehr als 6 Stunden.

Beispiel 12

Ein entsprechend Beispiel 1 hergestellter Vliesstoff wird mit 20 cnr einer wäßrigen Lösung besprüht, die hergestellt worden ist durch Lösen von 1 g Maisstärke (für Nahrungsmittel geeignet) in heißem V/asser, Abkühlen auf Baumtemperatur und Zugabe von 1 g 90/10 N-Vinylpyrrolidon/ Acrolein-Copolymer (hergestellt entsprechend dem Beispiel 10) und Verdünnen der gemischten Lösung auf 200 cm .

Der erhaltene Vliesstoff besitzt eine Dispersionszeit, wenn er in einer wäßrigen 0,1£dgen Lösung von Protease-62 bewegt wird von 30 bis 40 min- (Protease-62, eine bakterielle Enzymzubereitung enthält nur eine geringe Diastase-oder stärkeverflüssigende Aktivität). Wenn Proben des Stoffes in einer 0,1%igen Lösung von Rhozym-S, einem Diastaseenzym₍ bewegt werden, beträgt die Dispersionszeit ungefähr 12' bis 15 min. In Abwesenheit von Enzymen beträgt die Dispersionszeit des Stoffes ungefähr 60 bis 65 min. ■ ■

Eine Windel, die in Enzymlösung dispergierbar ist, kann auf die folgende Weise hergestellt werden.

Zunächst wird eine Bindemittellösung hergestellt aus 21 Teilen

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Tischlerleim, 7>5 Teilen eines Polymerlatex, enthaltend 30 Gew.-% Feststoffe eines Copolymers aus 90 Teilen Äthylacrylat und 10 Teilen Glycidylmethacrylat, das entsprechend der US-PS 3 507 661 hergestellt worden ist, und 4-00 Teilen destilliertem Wasser. Mehrere 46 χ 36 cm große papierartige Vliesstoffblätter mit einem Grundgewicht von 24 g/cm aus Viskosereyonfasern werden mit der Lösung gesättigt und an der Luft getrocknet. Diese Blätter werden dann 3 bis 5 min in einem Ofen bei 100° gehärtet bzw. getrocknet.

Nach dem Trocknen werden die Blätter günstigerweise mit einem Weichmacher, wie Glycerin, behandelt. Zu diesem Zweck werden sie mit einem Gemisch aus 120 Teilen Glycerin und 100 Teilen V/asser gesättigt und auf einem Papier trockner bei 65°C getrocknet. Wenn gewünscht, kann eine kleine Menge Stärke, z.B. 10 g zu dem Weichmacher zugesetzt werden. Auf die Hälfte der Blätter wird dann ein geschmolzenes mikrokristallines Wachs (Shellmax 500) bei einer Temperatur von 63 bis 65°C aufgetragen, wobei ein dünner flexibler wasserabstoßender Überzug entsteht- Die Temperatur muß hoch genug sein, daß das Wachs einen Überzug bildet, aber niedrig genug, um ein wesentliches Eindringen in den Vliesstoff zu vermeiden.

Ein Blatt des mit Wachs bezogenen Materials wird dann mit der Wachsseite nach oben auf eine flache Oberfläche gelegt und ungefähr 25 bis 35 g Holzzellstoffflocken gleichmäßig über die ganze Fläche mit Ausnahme eines 6 cm breiten Bandes rund um die Kanten verteilt. Ein nicht mit Wachs behandeltes Blatt wird dann darauf gelegt und die Ränder mit einem heißen Eisen in der Hitze verschweißt.

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Die so hergestellte Windel oder das absorbierende Kissen ist ein mehrschichtiges Produkt. Es wird folgendermaßen näher beschrieben: In flachem nicht gefaltetem Zustand, in dem alle Schichten aufeinander!iegen, besitzt die Windel drei Schichten oder Lagen«, Die Vliesstoffe dieser Lagen sind weich und wenig zurückfedernd und besitzen eine nicht kalanderte Oberfläche, so daß die einzelnen Schichten, wenn sie an den Bändern zusammengepreßt sind, ausreichend zusammenhaften bleiben, um einer normalen Handhabung und faltung zu widerstehen, ohne sich voneinander zu trennen. Die innerste, dem Körper zugewandte Schicht besteht aus einem Vliesstoff aus verhältnismäßig kurzen Cellulosefasern, die in Abwesenheit eines Bindemittels im wesentlichen keine Falzfestigkeit besitzen und einem enzymatisch abbaubaren, normalerweise festen wasserunlöslichen Bindemittel darin, das besteht aus einem Polymer aus mindestens einem äthylenisch ungesättigten Monomer, das kovalent gebunden ist mit einem natürlich vorkommenden enzymatisch abbaubaren wasserlöslichen polymeren Material mit einem Molekulargewicht von mindestens unge-fähr 10 000 und einem Polymerisationsgrad von ungefähr 50, das in einer wirksamen Menge vorhanden ist im Bereich von ungefähr 0,3 io bis zu. einer Menge, die ungefähr dem Gewicht der Fasern in dem Vliesstoff entspricht. Es vri.rd ausreichend Bindemittel verwendet, um dem Vliesstoff eine Naßfestigkeit in Wasser in Abwesenheit von Enzymen von

ungefähr 0,7 bis 50 kg/cm zu verleihen. Günstigerweise ist der Vliesstoff in wäßrigem Milieu, enthaltend ein Enzym, in ungefähr 5 bis 30 min dispergierbar.

Die Zwischenlage besteht aus einem Vliesstoff, der im wesentlichen keine Naßfestigkeit besitzt oder ein Bindemittel enthält, wie es für die innerste Lage beschrieben ist. Diese

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Lage besitzt vorzugsweise eine geringere Dichte oder größere Lockerkeit und ist für Körperflüssigkeiten "bei der Verwendung stark absorbierend, d.h.sie besitzt eine dochtartige Wirkung und die Fähigkeit, ungefähr 100 bis 300 cm ^ Flüssigkeit zu absorbieren und festzuhalten. Die Größe dieser mittleren Lage ist vorzugsweise geringer in allen Dimensionen als die der inneren und äußeren Lage, so daß sie rundum von diesen überragt wird. Ein geeignetes Material für diesen Zweck ist kreppförmiges Papier oder ein ähnliches Material aus Cellulosefaser!!.

Die äußerste Lage besteht aus dem gleichen Material wie die innerste, dem Körper zugewandte Lage und besitzt auf der Oberfläche einen flexiblen überzug mit einer Dicke von ungefähr 25 bis 125/um aus Wachs und hat eine Zugfestigkeit von ungefähr 0,5 bis 25 kg/cm . Typische Wachse, die für diesen Zweck geeignet sind_s umfassen mikrokristallines Wachs, Ozokerit, Paraffinwachs, Bienenwachs, Talg und wachsartige Polyvinylester von Pettsäuren, die durch Einbau von ungefähr 25 % eines flexiblen Hodifikators modifiziert worden sind, um eine geeignete Flexibilität und Zugfestigkeit dem Wachs zu verleihen. Typische Modifikatoren zur Erhöhung der Flexibilität umfassen Paraffinöl und niedermolekulare Polymere und Copolymere, wie Polyvinylacetat, Polyäthylen und Äthylenmethacrylat-Copolymer. Dünne Filme und Überzüge aus solchen wachsartigen Materialien besitzen geringe Festigkeit oder folienbildende Eigenschaften, wenn sie nicht auf einem Träger aufgebracht sind. Die Funktion dieses Überzugs besteht darin, einen Durchgang von Körperflüssigkeiten durch die äußerste Schicht zu verhindern, während sie einem gewissen Maß von Falten und Biegen widerstehen* Die Schicht wird dünn gehalten, so daß sie nicht abblättert«, Der Überzug dringt nicht in einem sehr dicken Maß in die Lage ein, so daß die nicht überzogene Oberfläche der äußeren Lage, wenn

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sie mit einer wäßrigen enzymhaltigen Lösung in Berührung kommt, von aLesec Seite her verfällt und dispergiert wird und die wasserabstossende Schicht nicht mehr gestützt wird. In diesem Zustand verbricht sie leicht und dispergiert bei leichter Bewegung. Solche zerbrechbaren Überzüge sind bevorzugt.

Selbstverständlich kann die wasserabstossende Schicht wahlweise auch an der Außenseite der äußeren Lage aufgebracht werden, wobei man ähnliche Ergebnisse erzielt.

Die einzelnen Lagen werden vorzugsweise an den Enden zusammengepreßt, so daß die Schichten ausreichend miteinander verbunden sind, um im trocknen Zustand bei der normalen Handhabung intakt zu bleiben. Typische Dicken für jede Lage sind die folgenden: Innere Lage 0,1 mm, absorbierende Lage 5 mm, äußere Lage 0,15 ™a_} einschließlich des Überzugs aus dem wachsartigen Material. Offensichtlich können diese Lagen je nach dem speziellen Anwendungszweck dicker oder dünner gemacht werden.

Eine derartig konstruierte V/indel kann entsprechend gefaltet und befestigt werden mit Hilfe von Sicherheitsnadeln oder anderen Haltevorrichtungen. Die Windel absorbiert bei der Anwendung die flüssigen Körperausscheidungen, ohne daß sie ein Durchdringen durch die äußere Schicht ermöglicht. Nach der Verwendung wird die Windel in eine übliche Toilette mit Wasserspülung geworfen zusammen mit 2 bis 3 g eines proteolytischen Enzyms,(z.B. Protease-62). Nach 5 bis 10 min besitzt die Windel im wesentlichen keine Naßfestigkeit mehr und ist vollständig dispergierbar und kann ohne Gefahr einer Verstopfung des Abwassersystems heruntergespült werden.

PATENTANSPRÜ CHE: 62XXIV

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Claims

Patentansprüche

1. Enzymatisch abbaubare, selbsttragende Vliesstoffe, dio in Wasser beständig und in einem wäßrigen Medium, enthaltend das Bindemittel abbauende Mittel, leicht dispergierbar sind und im wesentlichen aus einem Vliesstoff aus verhältnismäßig kurzen Fasern bestehen, der in Abwesenheit eines Bindemittels eine geringe ITaßfestigkeit besitzt, sowie einem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittel ein in Wasser unlösliches, normalerweises festes, enzymatisch abbaubares Bindemittel ist, bestehend aus einem Polymer aus mindestens einem äthylenisch ungesättigten Monomer, das kovaient gebunden ist an ein natürlich vorkommendes,.enzymatisch abbaubares, wasserlösliches Polymer, wobei das Bindemittel in einer wirksamen Menge im Bereich von ungefähr 0,3 fo bis zu einer Menge, entsprechend dem Gewicht der Pasern, in dem Vliesstoff vorhanden ist und dem Vliesstoff eine Haßfestigkeit in einem wäßrigen Medium in Abwesenheit von Enzymen von ungefähr 0,5 bis 10 kg/cm und eine Dispersionsbeständigkeit von mindestens 30 min verleiht, und der Vliesstoff gegebenenfalls an einer während der normalen Verwendung des Vliesstoffes nicht naß werdenden Stelle eine Menge einer trockenen Enzyiaezubereitung enthält, die geeignet ist, bei Berührung mit Wasser das

. Bindemittel abzubauen*

2. Vliesstoffe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das natürlich vorkommende, (

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enzymatisch abbaubare, wasserlösliche Polymer ein Mo- · lekulargewicht von mindestens ungefähr 10 000 und einen. Polymerisationsgrad von wenigstenn ungefähr 50 besitzt.

Verwendung der Vliesstoffe nach Anspruch 1 oder 2 für leicht wegwerfbare, vorzugsweise mehrschichtige Kissen zur Absorption von Körperausscheiäungen und ähnlichem, bestehend aus einer inneren, dem Körper zugewandten und einer äußeren Lage aus dem erfindungsgemäßen Vliesstoff und einer mittleren,flüssigkeits~ / ; absorbierenden läge, wobei der Vliesstoff Vorzugs— weise eine .Haßfestigkeit in Abwesenheit von Enzymen \ von ungefähr 0,7 bis 50 kg/cm besitzt, und die Zwischenschicht ein stark feuchtigkeitabsorbierender Vliesstoff ist, der vorzugsweise kein Bindemittel ent- ■ hält und im wesentlichen keine Naßfestigkeit besitzt, und wobei die äußere Lage auf nicht mehr als einer Oberfläche und von dieser getragen einen dünnen;, flexiblen, idarauf haftenden Überzug aus^; einem wasserabstoßenden Material enthält, der, wenn er nicht von der Lage getragen wird, zerbrechlieh 1st.

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