DE60023454T2

DE60023454T2 - Lagenmaterialen mit tensid-modifizierten chelatbildern behandelt

Info

Publication number: DE60023454T2
Application number: DE60023454T
Authority: DE
Inventors: Bradshaw Roger QUINCY; Roland Garry WOLTMAN; Yuelong Liu; Hsiaoyin Patricia HWANG
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1999-02-26
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: KR20010104355A; BR0008504A; AU3500900A; EP1154806A1; DE60023454D1; WO2000050098A1; AR022769A1; JP2002537501A; EP1154806B1; KR100646304B1; CN1376075A; BR0008504B1; AU762732B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf chemische Verbindungen und Mischungen, die bei Lagenmaterialien (schichtenförmigen Materialien) einen Geruch verhindern oder einen Geruch kontrollieren und deren Oberflächen Benetzungseigenschaften verleihen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Lagenmaterialien (schichtenförmige Materialien), die mit diesen einem doppelten Zweck dienenden chemischen Verbindungen und Mischungen behandelt worden sind.
Hintergrund der Erfindung
Nicht-gewebte Gewebe (Vliesstoffe), Filme, Schäume und andere Lagenmaterialien und ihre Herstellung sind bereits Gegenstand einer umfangreichen Entwicklung, die zu einer großen Vielzahl von Materialien für zahlreiche Anwendungszwecke geführt hat. So werden beispielsweise Vliesstoffe mit einem geringen Flächengewicht und einer offenen Struktur in Körperpflegeartikeln, wie z.B. wegwerfbaren Windeln, als Einlagen-Gewebe, die einen trockenen Hautkontakt herstellen, jedoch Flüssigkeiten zu besser absorptionsfähigen Materialien leicht passieren fassen, die ebenfalls Vliesstoffe mit einer unterschiedlichen Zusammensetzung und/oder Struktur sein können. Vliesstoffe mit höheren Gewichten können mit Porenstrukturen ausgestattet werden, wodurch sie geeignet gemacht werden für Filtrations-, Absorptions- und Sperrschicht-Anwendungen, wie z.B. als Hüllenmaterialien für Artikel, die sterilisiert werden sollen, für Wischtücher oder Schutzkleidung für medizinische, veterinärmedizinische oder industrielle Zwecke. Es wurden auch bereits Vliesstoffe mit einem noch höheren Gewicht entwickelt für Freizeit-, landwirtschaftliche und Bauzwecke. Filme, Schäume und andere Lagenmaterialien werden ebenfalls für einige dieser Anwendungszwecke eingesetzt und können mit Vliesstoffbahnen kombiniert werden.
Es ist nicht immer möglich, ein Lagenmaterial, das alle erwünschten Eigenschaften hat, auf wirksame Weise herzustellen, und es ist häufig erforderlich, das Material mit einem Tensid zu behandeln, um Oberflächeneigenschaften, wie z.B. seine Benetzbarkeit durch eine oder mehrere Flüssigkeiten, sein Abstoßungsvermögen für eine oder mehrere Flüssigkeiten, seine elektrostatischen Eigenschaften, seine elektrische Leitfähigkeit und seine Weichheit, um nur einige wenige Beispiele zu nennen, zu verbessern oder zu verändern. Die konventionellen Oberflächenbehandlungen umfassen Stufen, wie z.B. das Eintauchen des Substrats in ein Behandlungsbad, das Beschichten oder Besprühen des Substrats mit einer Behandlungszusammensetzung und das Bedrucken des Substrats mit einer Behandlungszusammensetzung. Aus Kostengründen und aus anderen Gründen ist es in der Regel erwünscht, eine minimale Menge an Behandlungszusammensetzung zu verwenden, die den gewünschten Effekt mit einem akzeptablen Grad der Gleichförmigkeit ergibt.
Für viele thermoplastische Lagenmaterial-Endverwendungszwecke ist es wünschenswert, Gerüche zu vermindern, zu verhindern oder zu eliminieren. Für Windeln und andere Inkontinenzprodukte ist es wünschenswert, den Geruch von Ammoniak, der im Urin vorhanden ist, zu vermindern oder zu eliminieren. Für Frauenhygieneprodukte ist es wünschenswert, die Gerüche von Trimethylamin und Triethylamin zu vermindern oder zu eliminieren. Zu anderen üblichen geruchsbildenden Substanzen gehören Isovaleriansäure, Dimethyldisulfid und Dimethyltrisulfid.
Zu Geruchskontrollmitteln gehören Geruchsinhibitoren, Geruchsabsorber, Geruchsadsorber und andere Verbindungen, die Gerüche vermindern, verhindern oder eliminieren. Geruchsinhibitoren verhindern die Entstehung von Geruch. In dem US-Patent 4 273 786 (Kraskin) ist beispielsweise die Verwendung einer Aminopolycarbonsäure-Verbindung zur Verhinderung der Bildung von Ammoniak aus Harnstoff in Urin beschrieben. Ge ruchsabsorber und Geruchsadsorber entfernen Geruch, nachdem er gebildet worden ist. Zu Beispielen für Geruchskontrollmittel, die einen Geruch durch Absorption oder Adsorption entfernen, gehören Aktivkohle, Siliciumdioxid und Cyclodextrin. In dem US-Patent 5 685 872 sind absorptionsfähige Artikel beschrieben, die Stickstoff enthaltende Verbindungen umfassen.
Typische Geruchskontrollmittel auf der Basis von Aminocarbonsäure-Verbindungen (wie z.B. Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), die Salze von EDTA) und andere Chelatbildner können nicht einfach aus wässrigen Lösungen auf thermoplastische Schicht- bzw. Lagensubstrate, wie z.B. Polyolefin-Vliesstoffe, -Filme und -Schaumschichten aufgebracht werden, weil die Oberflächenspannung dieser Lösungen zu hoch ist, um das hydrophobe Substrat zu benetzen. Körperpflegeprodukte, wie z.B. Windeln und Frauen-Pflegepads, enthalten in der Regel Polyolefin-Vliesstoffe und/oder andere thermoplastische Überzugsschichten. Daher können typische Geruchskontrollmittel in der Regel nicht auf die thermoplastischen Lagenkomponenten von Körperpflegeprodukten aufgebracht werden. Stattdessen werden diese Geruchskontrollmittel in der Regel in Form von Pulvern in das Produkt eingeführt, was mehrere Nachteile mit sich bringt. Beispielsweise können die Anordnung und der Einschluss des Pulvers in dem Produkt störanfällig sein. Noch wichtiger ist, dass Pulver keine optimale Oberflächengröße für die Geruchsabsorption aufweisen, aufgrund eines eher niedrigen Verhältnisses von Oberflächengröße zu Volumen. Deshalb ist eine größere Menge des Geruchskontrollmittels erforderlich, wenn es in Pulverform verwendet wird.
Es besteht ein Bedarf oder ein Wunsch nach geruchsverhindernden oder geruchsabsorbierenden Verbindungen und Mischungen, die auf ein hydrophobes (beispielsweise thermoplastisches) Lagensubstrat in einer flüssigen oder gelösten Form aufgebracht werden können und ausreichend gute Oberflächenbenetzungseigenschaften aufweisen, um die gleichförmige Verteilung der Flüssigkeit und die Haltbarkeit zu erleichtern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial (schichtenförmiges Material), das umfasst eine thermoplastische Substratschicht, die mit einem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus (a) einer Mischung eines Tensids mit einem Geruchskontroll-Chelatbildner, (b) einem Reaktionsprodukt einer Tensid-bildenden Verbindung mit einem Geruchskontroll-Chelatbildner und (c) Kombinationen der vorgenannten Mischungen, behandelt worden ist;
wobei der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Aminopolycarbonsäuren, Alkalimetallsalzen von Aminopolycarbonsäuren, Polyaminodibernsteinsäuren, Alkalimetallsalzen von Polyaminodibernsteinsäuren und Kombinationen davon; und
das Tensid oder die ein Tensid bildende Verbindung eine Gruppe oder eine Verbindung umfasst, ausgewählt aus einer Alkylgruppe, einer Acylgruppe, einem aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, einer Perfluorgruppe, einer Siloxangruppe, einem ethoxylierten Ester-Derivat von Myristinsäure, einer Mischung von ethoxyliertem hydriertem Rizinusöl und Sorbitanmonooleat und Kombinationen davon.
Es ist bevorzugt, dass der Geruchskontroll-Chelatbildner eine Verbindung, ausgewählt aus Aminopolycarbonsäuren, Alkalimetallsalzen von Aminopolycarbonsäuren und Kombinationen davon, umfasst.
Es ist außerdem bevorzugt, dass der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Ethylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, Diethylentriamin-N,N''-dibernsteinsäure, Triethylentetramin-N,N'''-dibernsteinsäure, 1,6-Hexamethylendiamin-N,N-dibernsteinsäure, Tetraethylenpentamin-N,N''''-dibernsteinsäure, 2-Hydroxypropylen-1,3-diamin-N,N'-dibernsteinsäure, 1,2-Propylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, 1,3-Propylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, cis-Cyclohexandiamin-N,N'-dibernsteinsäure, trans-Cyclohexandiamin-N,N'-dibernsteinsäure, Ethylen-bis(oxyethylennitrilo)-N,N'-dibernsteinsäure und Kombinationen davon.
Es ist ferner bevorzugt, dass der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Ethylendiamintetraessigsäure, den Natriumsalzen von Ethylendiamintetraessigsäure und Kombinationen davon, und dass das Tensid ein ethoxyliertes Ester-Derivat von Myristinsäure umfasst.
Außerdem ist es bevorzugt, dass das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz von Lauroylethylendiamintriessigsäure umfasst.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz von Capryloylethylendiamin-triessigsäure umfasst.
Das Substrat umfasst vorzugsweise eine thermoplastische Vliesstoff-Filamentbahn.
Besonders bevorzugt umfasst das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung von oder ein Reaktionsprodukt von einer Polyaminocarbonsäure oder einem Alkalimetallsalz derselben mit einer Alkyl-Verbindung.
Bevorzugt umfasst das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel außerdem eine Mischung von oder ein Reaktionsprodukt von einer Polyaminocarbonsäure oder einem Alkalimetallsalz derselben mit einer Acyl-Verbindung.
Es ist bevorzugt, dass das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz von Lauroylethylendiamintriacetatumfasst.
Es ist außerdem bevorzugt, dass das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz von Cypryloylethylendiamintriessigsäure umfasst.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung umfasst, die ein Salz von Ethylendiamintetraessigsäure, ethoxyliertem hydriertem Rizinusöl und Sorbitanmonooleat enthält.
Es ist außerdem bevorzugt, dass das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung umfasst, die ein Salz von Ethylendiamintetraessigsäure und ein ethoxyliertes Ester-Derivat der Myristinsäure enthält.
Ferner ist es bevorzugt, dass das behandelte thermoplastische Lagenmaterial, wie es vorstehend beschrieben worden ist, etwa 0,5 bis etwa 8 Gew.-% des Tensidmodifizierten Geruchskontrollmittels umfasst.
Es ist ferner bevorzugt, dass das behandelte thermoplastische Lagenmaterial, wie es vorstehend beschrieben worden ist, etwa 2 bis etwa 7 Gew.-% des Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittels umfasst.
Es ist außerdem bevorzugt, dass das Substrat einen thermoplastischen Film umfasst.
Es ist ferner bevorzugt, dass das Substrat eine thermoplastische Schaumschicht umfasst.
Es ist außerdem bevorzugt, dass das Substrat eine Mischung von Vliesstoff-Filamenten und Zellstofffasern umfasst.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die thermoplastische Substratschicht ein Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Polyamiden, Polyolefinen, Polyestern, Copolymeren von Ethylen und Propylen, Copolymeren von Ethylen oder Propylen mit einem C₄-C₂₀-α-Olefin, Terpolymeren von Ethylen mit Propylen und einem C₄-C₂₀-α-Olefin, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Propylen-Vinylacetat-Copolymeren, Styrol-Poly(ethylen-α-olefin)-Elastomeren, Polyurethanen, A-B-Block-Copolymeren, worin A aus Poly(vinylaren)-Resten, wie z.B. Polystyrol, aufgebaut ist und B einen elastomeren Mittelblock, wie z.B. aus einem konjugierten Dien oder niederen Alken darstellt, Polyethern, Polyetherestern, Polyacrylaten, Ethylenalkylacrylaten, Polyisobutylen, Polybutadien, Isobutylen-Isopren-Copolymeren und Kombinationen der oben genannten Verbindungen umfasst.
Schließlich ist es bevorzugt, dass die thermoplastische Substratschicht ein Polyolefin umfasst.
Die Erfindung betrifft außerdem ein absorptionsfähiges Produkt, das umfasst:

– ein absorptionsfähiges Medium, das wässrige Flüssigkeiten absorbieren kann; und
– ein thermoplastisches Lagenmaterial, wie es vorstehend beschrieben worden ist.

Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein thermoplastisches Lagenmaterial (schichtenförmiges Material), das mit einem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel behandelt worden ist. Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel kann hergestellt werden durch Mischen eines Geruchskontroll-Chelatbildners mit einem Tensid oder durch chemische Umsetzung eines Geruchskontroll-Chelatbildners mit einer ein Tensid bildenden Verbindung. Zu ein Tensid bildenden Verbindungen gehören Tenside und andere Verbindungen, die sich nach der chemischen Reaktion wie Tenside verhalten. Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel kann auf das thermoplastische Lagenmaterial aufgebracht werden unter Anwendung konventioneller innerer oder äußerer Auftragsmethoden für Tenside und es wird vorzugsweise aufgebracht unter Anwendung einer äußeren Auftragsmethode. Das resultierende behandelte Substrat ist besser benetzbar mit wässrigen Flüssigkeiten und verhindert, vermindert und/oder absorbiert Gerüche an seinen Oberflächen.
Das thermoplastische Lagenmaterial kann ein hydrophobes Material sein, das unter Verwendung eines oder mehrerer thermoplastischer Polymerer hergestellt worden ist.
Das Lagenmaterial kann porös und für Wasser durchlässig sein. Beispielsweise kann das Lagenmaterial eine thermoplastische Vliesstoff-Filamentbahn, ein thermoplastischer Film, eine Schaumschicht oder eine Kombination davon sein. Eine thermoplastische Vliesstoff-Filamentbahn ist bevorzugt. Das behandelte thermoplastische Lagenmaterial kann in einer großen Vielzahl von Körperpflegeprodukten und medizinischen Produkten oder für andere Zwecke verwendet werden.
Die Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel können auf hydrophobe Substrate (beispielsweise auf Filme auf Polyolefin-Basis, auf Schaumschichten und Vliesstoffbahnen) aufgebracht werden unter Verwendung einer wässrigen Lösung, weil die Oberflächenspannung der Lösung niedrig genug ist, um das Substrat mit niedriger Oberflächenenergie zu benetzen. Beispielsweise wird durch Aufbringen des Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittels in Form einer Schicht auf die Polyolefin-Fasern eines Polyolefin-Vliesstoffgewebes das Oberflächen : Volumen-Verhältnis des Geruchskontrollmittels optimiert und dadurch wird eine bessere Geruchskontrolle (z.B. eine besser Geruchsabsorption, Geruchsadsorption, Verhinderung oder Hemmung des Geruchs) bewirkt. Außerdem kommen die Fasern, die mit einem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel beschichtet sind, in direkten Kontakt mit Körperflüssigkeiten, wenn die Flüssigkeiten eintreten und durch die Faserkomponenten des Körperpflegeprodukts aufgesaugt werden. Dadurch wird eine optimale Geruchskontrolle erzielt, da die Gerüche, wie angenommen wird, von den Körperflüssigkeiten ausgehen.
Ein Merkmal und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial bereitzustellen, das mindestens eine Oberfläche aufweist, die für wässrige Flüssigkeiten besser benetzbar ist als das unbehandelte Lagenmaterial und übliche Gerüche verhindert und/oder absorbiert.
Ein Merkmal und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung bestehen darin, ein Körperpflegegewebe oder -produkt bereitzustellen, in dem ein behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial verwendet wird, das besser benetzbar ist und Gerüche hemmt und/oder absorbiert zumindest auf einer äußeren Oberfläche.
Definitionen
Der hier verwendete Ausdruck "Lagenmaterial bzw. schichtenförmiges Material" bezieht sich auf ein Material, das in Form eines flexiblen gewebeartigen oder papierartigen Materials vorliegt, und dieser Ausdruck umfasst, ohne darauf beschränkt zu sein, Vliesstoff-Filament-Bahnen und -Gewebe, thermische Filme, flexible thermoplastische Schaummaterialien und Mehrschichten-Kombinationen, die eines oder mehrerer dieser Materialien enthalten.
Der hier verwendete Ausdruck "für Wasser durchlässiges poröses Schichtenmaterial bzw. Lagenmaterial" bezieht sich auf ein Material, das in Form einer oder mehrerer Schichten, beispielsweise in Form eines Films, eines Vliesstoffgewebes oder eines offenzelligen Schaums, vorliegt, das porös ist und das wasserdurchlässig ist, weil Wasser und andere wässrige Flüssigkeiten durch die Poren strömen können. Die Poren in dem Film oder in dem Schaum oder die Zwischenräume zwischen den Fasern oder Filamenten in einem Vliesstoff-Gewebe sind groß genug und häufig genug, um ein Austreten und Einströmen von flüssigem Wasser durch das Material zu erlauben.
Der hier verwendete Ausdruck "Vliesstoff-Gewebe oder -Bahn" steht für eine Bahn, die aus einzelnen Fasern oder Fäden aufgebaut ist, die übereinanderliegend angeordnet sind, jedoch nicht in einer regulären oder identifizierbaren Weise wie bei einem Wirk- bzw. Strickgewebe. Vliesstoff-Gewebe oder -Bahnen können nach vielen Verfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Anwendung von Meltblowing-Verfahren, Spunbonding-Verfahren, Airlaying-Verfahren und Bonded-Carded-Bahn-Verfahren. Das Flächengewicht von Vliesstoff-Geweben wird in der Regel ausgedrückt in Gramm Material pro Quadratmeter (g/m²) (ounces/square yard = osy) und die Faserdurchmesser werden in der Regel in μm (Mikron) angegeben (es sei darauf hingewiesen, dass die Umrechnung nach der Gleichung erfolgt g/m² = 33,91 × osy).
Der hier verwendete Ausdruck "Mikrofasern" steht für Fasern mit kleinem Durchmesser, die einen durchschnittlichen Durchmesser von nicht mehr als etwa 75 μm, beispielsweise einen durchschnittlichen Durchmesser in dem Bereich von etwa 1 bis etwa 50 μm, haben, oder insbesondere für Mikrofasern, die einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 bis etwa 30 μm haben. Eine andere häufig benutzte Dimension für den Faserdurchmesser ist Denier, die definiert ist als Gramm pro 9000 m Faser. Für eine Faser mit einem kreisförmigen Querschnitt kann die Denier-Zahl errechnet werden als Faserdurchmesser in μm², multipliziert mit der Dichte in g/cm³, multipliziert mit 0,00707. Ein niedrigerer Denier-Wert zeigt eine feinere Faser an und ein höherer Denier-Wert zeigt eine dickere oder schwerere Faser an. Beispielsweise kann der Durchmesser einer Polypropylen-Faser, der 15 μm beträgt, in einen Denier-Wert umgewandelt werden durch Quadrieren des Wertes, Multiplizieren des Ergebnisses mit 0,89 g/cm³ und Multip lizieren mit 0,00707. So hat eine Polypropylen-Faser mit einem Durchmesser von 15 μm einen Denier-Wert von etwa 1,42 (15² × 0,89 × 0,00707 = 1,415). Außerhalb der USA wird üblicherweise die Maßeinheit "tex" verwendet, die definiert ist als Gramm pro Kilometer Faser. Der Tex-Wert kann errechnet werden nach der Gleichung Denier-Wert : 9.
Der hier verwendete Ausdruck "Spunbond-Fasern" bezieht sich auf Fasern mit einem kleinen Durchmesser, die hergestellt werden durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials zu Filamenten aus einer Vielzahl von feinen Kapillaren einer Spinndüse mit einer kreisförmigen oder anderen Konfiguration, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente dann schnell vermindert wird, beispielsweise durch Anwendung von Verfahren, wie sie in den US-Patenten 4 340 563 (Appel et al.), 3 692 618 (Dorschner et al.), 3 802 817 (Matsuki et al.), 3 338 992 und 3 341 394 (beide Kinney), 3 502 763 (Hartmann), 3 502 538 (Petersen) und 3 542 615 (Dobo et al.) beschrieben sind, auf deren gesamten Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Spunbond-Fasern werden abgeschreckt und sind im Allgemeinen nicht klebrig, wenn sie auf einer Sammeloberfläche abgelagert werden. Spunbond-Fasern sind im Allgemeinen endlos (kontinuierlich) und haben häufig durchschnittliche Durchmesser von größer als etwa 7 μm, insbesondere zwischen etwa 10 und etwa 30 μm.
Der hier verwendete Ausdruck "Meltblown-Fasern" bezieht sich auf Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials durch eine Vielzahl von feinen, in der Regel kreisförmigen Düsenkapillaren in Form von geschmolzenen Fäden oder Filamenten in erhitzte Hochgeschwindigkeitsgasströme (beispielsweise Luftströme), welche die Filamente aus dem geschmolzenen thermoplastischen Material dünner machen, um ihren Durchmesser zu verringern, was bis auf einen Mikrofaser-Durchmesser erfolgen kann, hergestellt worden sind. Danach werden die Meltblown-Fasern von dem Hochgeschwindigkeitsgasstrom mitgenommen und auf einer Sammeloberfläche abgelagert zur Bildung einer Bahn aus willkürlich verteilten Meltblown-Fasern. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in dem US-Patent 3 849 241 (Butin et al.) beschrieben. Meltblown-Fasern sind Mikrofasern, die kontinuierlich (endlos) oder diskontinuierlich sein können, sie haben im Allgemeinen einen Durchmesser von weniger als 10 μm und sind im Allgemeinen selbst-klebend, wenn sie auf einer Sammelober fläche abgelagert werden. Die erfindungsgemäß verwendeten Meltblown-Fasern haben vorzugsweise im Allgemeinen eine kontinuierliche (endlose) Länge.
Der hier verwendete Ausdruck "Monokomponenten-Faser" bezieht sich auf eine Faser, die aus einem oder mehreren Extrudern unter Verwendung nur eines Polymers hergestellt worden ist. Dies bedeutet nicht, dass Fasern ausgeschlossen sind, die aus einem Polymer hergestellt worden sind, dem geringe Mengen an Additiven zugesetzt worden sind, um der Faser Farbe, antistatische Eigenschaften, Gleitfähigkeit, Hydrophilie, Abstoßungsvermögen und dgl. zu verleihen. Diese Additive, wie z.B. Titandioxid zur Erzielung einer Farbe, liegen im Allgemeinen in einer Menge von weniger als 5 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge von etwa 2 Gew.-% oder weniger vor.
Der hier verwendete Ausdruck "Coform-Material" bezieht sich auf ein Produkt, das etwa 10 bis etwa 90 Gew.-% thermoplastische Meltblown-Fasern und etwa 10 bis etwa 90 Gew.-% Zellstofffasern mit Stapellänge, die innerhalb der Meltblown-Fasermatrix dispergiert sind, enthält. Üblicherweise enthalten Coform-Materialien etwa 20 bis etwa 70 Gew.-% thermoplastische Meltblown-Fasern und etwa 30 bis etwa 80 Gew.-% Zellstofffasern.
Der hier verwendete Ausdruck "Film" bezieht sich auf einen thermoplastischen Film, der unter Anwendung eines Filmextrusionsverfahrens, beispielsweise eines Gießfilm- oder Blasfilm-Extrusionsverfahrens, hergestellt worden ist. Der hier verwendete Ausdruck "für Wasser durchlässige poröse Filme" bezieht sich auf Filme, die durch Anbringen von Bohrungen oder Öffnungen porös gemacht worden sind, und auf Filme, die durch Mischen eines Polymers mit einem Füllstoff, durch Formen eines Films aus der Mischung und Verstrecken des Films, porös gemacht worden sind.
Der hier verwendete Ausdruck "Schaummaterial" bezieht sich auf ein thermoplastisches Lagenmaterial, das mit Hilfe eines Schäumungsverfahrens hergestellt worden ist. Der hier verwendete Ausdruck "offenzelliges Schaummaterial" bezieht sich auf eine Schaumschicht, deren Zellen miteinander in Verbindung stehen oder anderweitig Poren von einer Oberfläche der Schicht zu der gegenüberliegenden Oberfläche bilden.
Der hier verwendete Ausdruck "Polymer" umfasst, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Homopolymere, Copolymere, wie z.B. Block-, Pfropf-, Random- und alternierende Copolymere, Terpolymere und dgl. und Mischungen und Modifikationen davon. Außerdem soll der hier verwendete Ausdruck "Polymer", wenn er nicht anderweitig spezifisch eingeschränkt ist, alle möglichen geometrischen Konfigurationen des Materials umfassen. Zu diesen Konfigurationen gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, isotaktische, syndiotaktische und ataktische Symmetrien.
Der hier verwendete Ausdruck "Bikomponenten-Filamente oder -Fasern" bezieht sich auf Fasern, die hergestellt worden sind aus mindestens zwei Polymeren, die aus getrennten Extrudern extrudiert und dann miteinander versponnen worden sind zur Bildung einer Faser. Die Polymeren sind im Wesentlichen konstant positioniert in getrennten Zonen über den Querschnitt der Bikomponenten-Fasern und erstrecken sich kontinuierlich (endlos) entlang der Länge der Bikomponenten-Fasern. Die Konfiguration einer solchen Bikomponenten-Faser kann beispielsweise sein eine "Hüllen/Kern"-Anordnung, bei der ein Polymer von einem anderen umgeben ist, oder eine "Seite-an-Seite"-Anordnung oder eine "Inseln-im-Meer"-Anordnung. Bikomponenten-Fasern sind in den US-Patenten 5 108 820 (Kaneko et al.), 5 336 552 (Strack et al.) und 5 382 400 (Pike et al.) beschrieben, wobei auf den gesamten Inhalt jeder dieser Patentschriften hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Bei Zweikomponenten-Fasern können die Polymeren in Verhältnissen von 75/25, 50/50, 25/75 oder irgendwelchen anderen gewünschten Verhältnissen vorliegen. Konventionelle Additive, wie z.B. Pigmente und Tenside, können in einen oder in beide Polymerströme eingearbeitet oder auf die Filamentoberflächen aufgebracht werden.
Der hier verwendete Ausdruck "Zellstofffasern (Pulpenfasern)" bezieht sich auf Fasern aus natürlichen Quellen, wie z.B. holzartigen Pflanzen und nicht-holzartigen Pflanzen. Zu holzartigen Pflanzen gehören beispielsweise Laubbäume und Nadelbäume. Zu nicht-holzartigen Pflanzen gehören beispielsweise Baumwolle, Flachs, Esparto-Gras, Wolfsmilch, Stroh, Jute, Hanf und Bagasse.
Der hier verwendete Ausdruck "durchschnittliche Zellstoff-Faserlänge" bezieht sich auf die gewichtsdurchschnittliche Länge von Zellstoff, bestimmt unter Verwendung eines Kajaani-Faser-Analysators, Modell Nr. FS-100, erhältlich von der Firma Kajaani Oy Electronics in Kajaani, Finland. Bei dem Testverfahren wird eine Faserprobe mit einer Mazerierungsflüssigkeit behandelt, um sicherzustellen, dass keine Faserbündel oder Pflanzenreste vorliegen. Jede Faserprobe wird in heißem Wasser dispergiert und bis auf eine Konzentration von etwa 0,001 % verdünnt. Die einzelnen Testproben werden aus einer verdünnten Lösung zu etwa 50 bis 500 ml-Portionen ausgezogen und getestet unter Anwendung des Standard Kajaani-Faser-Analysen-Verfahrens. Die gewichtsdurchschnittlichen Faserlängen können durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden: k Σ(Xi·ni)/n Xi > 0 worin k = maximale Faserlänge,
X_i = einzelne Faserlänge,
n_i = Anzahl der Fasern mit der Länge X_i
und n = Gesamtanzahl der gemessenen Fasern.
Der hier verwendete Ausdruck "superabsorptionsfähiges Material" bezieht sich auf ein in Wasser quellbares, in Wasser unlösliches organisches oder anorganisches Material, das unter den günstigsten Bedingungen mindestens etwa das 20-fache seines Gewichtes, vorzugsweise mindestens etwa das 30-fache seines Gewichtes in einer wässrigen Lösung, die 0,9 Gew.-% Natriumchlorid enthält, absorbieren kann.
Der hier verwendete Ausdruck "Luftdurchzugs-Bindung (through-air bonding)" oder "TAB" steht für ein Verfahren zum Binden einer Vliesstoffbahn, beispielsweise einer Bikomponenten-Faserbahn, bei dem die Luft, die ausreichend heiß ist, um eines der Polymeren, aus denen die Fasern der Bahn aufgebaut sind, zu schmelzen, durch die Bahn hindurchgepresst wird. Die Luftgeschwindigkeit beträgt häufig 30 bis 150 m/min (100–500 ft./min) und die Verweilzeit kann bis zu 6 s betragen. Durch das Schmelzen und Wiederverfestigen des Polymers wird die Bindung bewirkt. Durch die through-air- Bindung wird die Variabilität eingeschränkt und sie wird im Allgemeinen als ein Bindungsverfahren zweiter Stufe angesehen. Da die TAB das Schmelzen mindestens einer Komponente erfordert, um die Bindung zu bewirken, ist sie auf Bahnen mit zwei Komponenten, wie z.B. Bikomponenten-Faserbahnen, oder auf Bahnen, die eine Klebstofffaser oder ein Pulver enthalten, beschränkt.
Der hier verwendete Ausdruck "thermische Punktbindung" umfasst das Hindurchführen eines Gewebes oder einer Bahn aus Fasern, die miteinander verbunden werden sollen, durch eine erhitzte Kalanderwalze und eine Andrückwalze. Die Kalanderwalze ist im Allgemeinen, jedoch nicht immer, in irgendeiner Weise gemustert, sodass das gesamte Gewebe nicht über seine gesamte Oberfläche gebunden wird. Als Folge davon wurden verschiedene Muster für Kalanderwalzen aus funktionellen Gründen sowie aus ästhetischen Gründen entwickelt. Ein Beispiel für ein Muster weist Punkte auf und dabei handelt es sich um das Hansen Penninger oder "H & P"-Muster mit einer Bindungsfläche von etwa 30 % mit etwa 200 Bindungen/645,16 mm² (inch²), wie in dem US-Patent 3 855 046 (Hansen und Pennings) beschrieben. Das H & P-Muster weist quadratische Punkt- oder Pin-Bindungsflächen auf, wobei jeder Pin eine Seitendimension von 0,965 mm (0,038 inches), einen Abstand von 1,778 mm (0,070 inches) zwischen den Pins und eine Tiefe der Bindung von 0,584 mm (0,023 inches) aufweist. Die resultierende Mischung weist eine gebundene Fläche von etwa 29,5 % auf. Ein anderes typisches Punktbindungsmuster ist das expandierte Hansen und Pennings-Muster oder "EHP"-Muster, bei dem eine Bindungsfläche von 15 % entsteht mit einer quadratischen Pin-Fläche mit einer Seitendimension von 0,94 mm (0,037 inches), einem Pin-Abstand von 2,464 mm (0,097 inches) und einer Bindungstiefe von 0,991 mm (0,039 inches). Ein weiteres typisches Punktbindungsmuster hat die Bezeichnung "714" und weist quadratische Pin-Bindungsflächen auf, in denen jeder Pin eine Seitendimension von 0,584 mm (0,023 inches), einen Abstand zwischen den Pins von 1,575 mm (0,062 inches) und eine Tiefe der Bindung von 0,838 mm (0,033 inches) aufweist. Das resultierende Muster weist eine gebundene Fläche von etwa 15 % auf. Noch ein weiteres übliches Muster ist das C-Star-Muster, das eine gebundene Fläche von etwa 16,9 % aufweist. Das C-Star-Muster weist ein Querschnitts-Stab- oder "Corduroy"-Muster auf, das durch Shooting-Stars unterbrochen ist. Ein anderes übliches Muster umfasst ein Diamant-Muster mit wiederkehrenden und leicht gegeneinander versetzten Diamanten und ein Draht-Gittermuster, das, wie der Name sagt, beispielsweise wie ein Fenstergitter aussieht. In der Regel variiert der Prozentsatz der gebundenen Fläche von etwa 10 bis etwa 30 % der Fläche der Gewebe-Laminatbahn. Wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt, werden durch die Punktbindung die Laminatschichten zusammengehalten und jeder einzelnen Schicht wird durch Bindungsfilamente und/oder -fasern innerhalb jeder Schicht Integrität verliehen.
Der hier verwendete Ausdruck "Körperpflegeprodukt" umfasst, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Windeln, Trainingshosen, Schwimmkleidung, absorptionsfähige Unterhosen, Baby-Wischtücher, Erwachsenen-Inkontinenzprodukte und Frauen-Hygienprodukte.
Der hier verwendete Ausdruck "medizinisches Produkt" umfasst, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Kleidungsstücke, Einlagen, Bandagen, absorptionsfähige Umhänge und medizinische Wischtücher.
Der hier verwendete Ausdruck "hydrophil" oder "benetzbar" bedeutet, dass das polymere Material eine solche scheinbare freie Oberflächenenergie aufweist, dass das polymere Material durch ein wässriges Medium, d.h. ein flüssiges Medium, in dem Wasser eine Hauptkomponente ist, benetzbar ist. Das heißt, ein wässriges Medium benetzt das Vliesstoff-Gewebe. Unter dem Ausdruck "scheinbare freie Oberflächenenergie" ist die höchste Oberflächenspannung einer wässrigen Flüssigkeit zu verstehen, die das polymere Material benetzt. Beispielsweise beträgt die scheinbare freie Oberflächenenergie eines polymeren Materials, das durch eine wässrige Flüssigkeit mit einer Oberflächenspannung von 0,00072 N (72 dynes)/cm benetzt wird, mindestens 0,00072 N (72 dynes)/cm und möglicherweise mehr. In den erfindungsgemäßen Geweben ist die Oberfläche des Vliesstoffgewebes mit einem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel behandelt worden unter Verwendung innerer oder äußerer Auftragsmethoden, wie sie nachstehend beschrieben werden.
Der hier verwendete Ausdruck "Tensid" bezieht sich auf eine Verbindung oder Mischung, die, wenn sie auf die Oberfläche eines Substrats aufgebracht wird, bewirkt, dass die Oberfläche besser "benetzbar" wird, wie vorstehend definiert. In einem Fall ist das Substrat nicht unabhängig benetzbar und das Tensid bewirkt, dass es benetzbar wird. In einem anderen Fall ist das Substrat etwas benetzbar und das Tensid bewirkt, dass es besser oder leichter benetzbar wird.
Der hier verwendete Ausdruck "ein Tensid bildender Rest" oder "ein Tensid bildende Verbindung" bezieht sich auf eine chemische Gruppe oder Verbindung, die, wenn sie mit einer anderen Verbindung umgesetzt oder damit gemischt wird (beispielsweise einem Geruchskontrollmittel), bewirkt, dass die umgesetzte Verbindung oder die Mischung sich wie ein Tensid verhält. Der ein Tensid bildende Rest oder die ein Tensid bildende Verbindung kann sich vor der chemischen Reaktion oder vor dem Mischen wie ein Tensid verhalten oder nicht.
Der hier verwendete Ausdruck "Geruchskontrollmittel" umfasst Verbindungen und Mischungen, welche die Entstehung mindestens eines unerwünschten Geruches verhindern, sowie Verbindungen und Mischungen, die einen unerwünschten Geruch, der sich bereits gebildet hat, absorbieren.
Der hier verwendete Ausdruck "Tensid-modifiziertes Geruchskontrollmittel" bezieht sich auf eine Mischung von und/oder ein Reaktionsprodukt von einem Geruchskontrollmittel mit einem Tensid oder einer ein Tensid bildenden Verbindung, das sowohl als Tensid als auch als Geruchskontrollmittel fungiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 erläutert die in den Beispielen 1 bis 6 verwendete Testapparatur;
2 erläutert die in den Beispielen 1 bis 6 angewendete Eichkurve;
3 stellt ein Diagramm dar, in dem die Ammoniak-Konzentration gegen die Zeit für die Beispiele 1 bis 6 aufgetragen ist;
4 stellt ein Diagramm dar, in dem die Ammoniak-Konzentration gegen die Zeit für die Beispiele 7 bis 12 aufgetragen ist;
5 stellt ein Diagramm dar, in dem die Ammoniak-Drägerrohr-Ablesungen (die repräsentativ für die Konzentration sind) in Abhängigkeit von der Zeit für die Beispiele 13 bis 17 aufgetragen sind; und
6 stellt ein Stabdiagramm dar, das die Triethylamin (TEA)-Absorption für die meisten der Beispiele 30 bis 44 zeigt.
Detaillierte Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lagenmaterial bzw. schichtenförmiges Material, das mindestens eine geruchsreduziernde Oberfläche aufweist. Das Ausgangsmaterial der Erfindung ist ein thermoplastisches Lagenmaterial. Zu Beispielen für geeignete Ausgangsmaterialien gehören thermoplastische Vliesstoff-Filamentbahnen, thermoplastische Filme und thermoplastische Schaumschichten. Das Ausgangsmaterial kann ein poröses, wasserdurchlässiges Lagenmaterial sein. Zu Beispielen für wasserdurchlässige Lagenmaterialien gehören thermoplastische Vliesstoff-Filamentbahnen, offenzellige Schaumschichten und Filme, die perforiert oder anderweitig porös gemacht worden sind, beispielsweise durch Verstrecken eines aus einer Mischung aus einem thermoplastischen Material und einem teilchenförmigen Füllstoff hergestellten Films.
Das Ausgangsmaterial wird mit einem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel behandelt. Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel wird hergestellt durch Vermischen eines Geruchskontroll-Chelatbildners mit einer Tensid-Verbindung oder durch chemische Umsetzung eines Geruchskontroll-Chelatbildners mit einer ein Tensid bildenden Verbindung.
Der hier verwendete Ausdruck "ein Tensid bildende Verbindung" bezieht sich auf Tenside und andere Verbindungen, die nach der chemischen Reaktion als Tenside fungieren. Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel wird unter Anwendung von konventionellen Verfahren zum äußeren oder inneren Aufbringen von Tensiden auf das Ausgangsmaterial aufgebracht. Vorzugsweise wird das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel von außen in Form einer Flüssigkeit aufgebracht unter Anwendung von Verfahren, beispielsweise Tauch-, Sprüh-, Bürst- oder anderen Flüssigkeitsbeschichtungsverfahren. Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel kann mit Wasser oder einem anderen Lösungsmittel gemischt werden, um seinen Auftrag zu erleichtern.
Das bevorzugte Lagenmaterial der Erfindung ist eine Vliesstoffbahn, die eine Vielzahl von Filamenten umfasst, die aus einem oder mehreren Polymeren hergestellt sind. Die Vliesstoffbahn kann eine Spunbond-Bahn, eine Meltblown-Bahn, eine Bonded-Carded-Bahn oder ein anderer Typ einer Vliesstoffbahn sein und sie kann in Form einer einzelnen Schicht oder in Form eines Mehrschichten-Verbundmaterials, das eine oder mehrere Vliesstoffbahn-Schichten umfasst und in einigen Fällen eine oder mehrere Film- oder Schaum-Schichten umfasst, vorliegen. Die Bahn kann Monokomponenten- oder Bikomponenten-Filamente oder eine Kombination umfassen, die einen oder beide Filament-Typen umfasst. Die Vliesstoffbahn kann eine Vielzahl von Flächengewichten haben, die vorzugsweise in dem Bereich von etwa 0,1 bis etwa 200 g/m² liegen. Eine bevorzugte Vliesstoffbahn ist ein Coform-Material, das eine Matrix aus Polyolefin-Meltblown-Fasern und einen hohen Prozentsatz (häufig 30 bis 80 Gew.-%) Zellstofffasern, dispergiert in der Matrix der Meltblown-Fasern, umfasst. Eine andere bevorzugte Vliesstoffbahn ist eine Airlaid-Bahn aus Polyolefin-Fasern und Zellstofffasern.
Zur Herstellung des thermoplastischen Ausgangslagenmaterials kann eine große Vielzahl von thermoplastischen Polymeren verwendet werden, wozu gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Polyamide, Polyester, Polyolefine, Copolymere von Ethylen und Propylen, Copolymere von Ethylen oder Propylen mit einem C₄-C₂₀-α-Olefin, Terpolymere von Ethylen mit Propylen und einem C₄-C₂₀-α-Olefin, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Propylen-Vinylacetat-Copolymere, Styrol-Poly(ethylen-α-olefin)-Elastomere, Polyurethane, A-B-Blockcopolymere, in denen A aus Poly(vinylaren)-Resten, wie z.B. Polystyrol, aufgebaut ist und B einen elastomeren Mittelblock, beispielsweise aus einem konjugierten Dien oder einem niederen Alken, darstellt, Polyether, Polyetherester, Polyacrylate, Ethylen/Alkylacrylate, Polyisobutylen, Poly-1-buten, Copolymere von Poly-1-buten, die Ethylen-1-Buten-Copolymere umfassen, Polybutadien, Isobutylen-Isopren-Copolymere und Kombinationen der oben genannten Verbin dungen. Polyolefine sind bevorzugt. Polyethylen- und Polypropylen-Homopolymere und -Copolymere sind am meisten bevorzugt.
Das Geruchskontrollmittel, das mit einem Tensid gemischt oder chemisch umgesetzt werden kann, um das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel herzustellen, umfasst einen Chelatbildner. Zu geeigneten Chelatbildnern gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Aminopolycarbonsäuren, ihre Alkalimetallsalze und Kombinationen davon. Zu geeigneten Aminopolycarbonsäuren und ihren Alkalimetallsalzen (vorzugsweise ihren Natriumsalzen) gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), die Alkalimetallsalze von EDTA (z.B. Na₂ EDTA, Na₃ EDTA und Na₄ EDTA), Nitrilotriessigsäure, die Alkalimetallsalze (beispielsweise die Natriumsalze) von Cyclohexandiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Hydroxyethylendiamintriessigsäure (HEDTA), Pentanatriumdiethylentriaminpentaacetat, Trinatriumhydroxyethyl-ethylendiamintriacetat und Kombinationen davon. Eine besonders geeignete Aminopolycarbonsäure ist EDTA. Zu geeigneten Chelatbildnern gehören außerdem Polyaminodibernsteinsäuren und ihre Alkalimetallsalze, wie z.B. die Säuren und Salze von Ethylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, Diethylentriamin-N,N''-dibernsteinsäure, Triethylentetramin-N,N'''-dibernsteinsäure, 1,6-Hexamethylendiamin-N,N-dibernsteinsäure, Tetraethylenpentamin-N,N''''-dibernsteinsäure, 2-Hydroxypropylen-1,3-diamin-N,N'-dibernsteinsäure, 1,2-Propylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, 1,3-Propylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, cis-Cyclohexandiamin-N,N'-dibernsteinsäure, trans-Cyclohexandiamin-N,N'-dibernsteinsäure und Ethylen-bis(oxyethylennitrilo)-N,N'-dibernsteinsäure. Die bevorzugte Polyaminodibernsteinsäure ist Ethylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure. Die Chelatbildner können fungieren als Geruchsinhibitoren, welche das Entstehen eines Geruches durch Auftreten von Reaktionen, die Gerüche bilden, verhindern, oder auch als Geruchsabsorbentien, die bereits vorhandene geruchsbildende Verbindungen entfernen oder minimieren. Wenn die Chelatbildner allein auf das Ausgangs-Substratmaterial aufgebracht werden, weist das Material keine ausreichende Benetzbarkeit für wässrige Flüssigkeiten auf.
Erfindungsgemäß wird das Geruchskontrollmittel mit einem Tensid gemischt und/oder chemisch umgesetzt mit einer ein Tensid bildenden Verbindung, wobei das Tensid modifizierte Geruchskontrollmittel erhalten wird, das beide Funktionen erfüllen kann. Das Tensid und/oder die ein Tensid bildende Verbindung sollte mindestens eine funktionelle Gruppe aufweisen, die mit dem thermoplastischen Polymer kompatibel ist, das für die Herstellung der Faser-Vliesstoffbahn verwendet wird. Zu geeigneten funktionellen Gruppen gehören Alkylgruppen mit etwa 3 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, die umfassen, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Propyl-, Benzyl-, Isopropyl-, Butyl-, tert-Butyl-, Allyl-, Alkylbenzyl-, Hexyl-, Octyl-, Decyl-, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl-, Cocyl-, Oleyl-, Stearyl- und andere übliche Alkylgruppen. Die Alkylgruppen können mit Aminopolycarbonsäuren und ihren Salzen kombiniert werden durch Vermischen eines Alkyl-enthaltenden Tensids mit einem Geruchskontroll-Chelatbildner auf Basis einer Aminopolycarbonsäure oder eines Salzes davon. Das Vermischen kann in einem Lösungsmittel, wie z.B. Wasser, erfolgen. Die Alkylgruppen können auch mit Aminopolycarbonsäuren und ihren Salzen chemisch umgesetzt werden durch Umsetzung einer Carboxylgruppe oder eines Salzes derselben unter geeigneten Bedingungen mit einer Alkyl-Tensid-Verbindung, einem Alkylhalogenid, einem alkylierenden Alkylsulfat-Reaktanten oder anderen geeigneten alkylierenden Verbindungen. Das Vermischen und/oder das chemische Umsetzen kann unter Anwendung konventioneller Verfahren durchgeführt werden.
Zu anderen geeigneten funktionellen Gruppen gehören Acylgruppen mit etwa 3 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, wie z.B., ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Propionyl-, Butyryl-, Trifluoracetyl-, Benzoyl-, Caproyl-, Caprylyl-, Capryl-, Lauroyl-, Myristoyl-, Palmitoyl-, Stearoyl-, Cocoyl-, Oleoyl- und andere übliche Acylgruppen. Die Verbindungen, die Acylgruppen enthalten, können mit Aminopolycarbonsäuren und ihren Salzen kombiniert werden durch Vermischen eines Acyl-enthaltenden Tensids mit einem Chelatbildner auf Basis einer Aminocarbonsäure (oder eines Salzes derselben). Wiederum kann ein Lösungsmittel, wie z.B. Wasser, verwendet werden. Die Acylgruppen können auch an Aminopolycarbonsäuren und ihren Salzen erzeugt werden durch chemische Umsetzung einer eine Carboxylgruppe enthaltenden Verbindung oder eines Salzes derselben mit einer Acyl-Tensid-Verbindung, einem Säureanhydrid, einem Säurechlorid oder einer anderen geeigneten acylierenden Verbindung. Auch hier können das Mi schen und/oder das chemische Umsetzen unter Anwendung konventioneller Verfahren durchgeführt werden. Zu weiteren geeigneten funktionellen Gruppen gehören eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder ein Derivat davon, die (das) mit einer Aminopolycarbonsäure gemischt oder umgesetzt werden kann, um sie oberflächenaktiv zu machen. Zu Beispielen gehören bestimmte Tensid-Verbindungen, die Perfluor- und/oder Siloxangruppen enthalten, andere Verbindungen, die diese Gruppen enthalten, und andere geeignete Verbindungen.
Ein besonders geeignetes Tensid ist AHCOVEL^® Base N-62, erhältlich von der Firma Hodgson Chemical Company. Dieses Tensid ist eine Mischung aus ethoxyliertem hydriertem Rizinusöl und Sorbitanmonooleat. Die chemischen Formeln für diese Verbindungen sind nachstehend angegeben:
AHCOVEL^® Base N-62 kann mit einem geeigneten Geruchskontroll-Chelatbildner gemischt oder chemisch umgesetzt werden zur Herstellung eines Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittels. Ein besonders geeignetes Tensid-modifiziertes Geruchskontrollmittel ist eine Mischung aus AHCOVEL^® Base N-62 und EDTA oder einem Natriumsalz von EDTA. Eine besonders bevorzugte Mischung enthält etwa 3 bis etwa 10 (vorzugsweise 6 bis 8) Gew.-Teile EDTA (oder eines Natriumsalzes derselben) pro 1 Gew.-Teil AHCOVEL^® Base N-62 in einer wässrigen Lösung, die etwa 90,0 bis etwa 99,9 % Wasser enthält.
Ein anderes geeignetes Tensid ist CETIOL^® 1414E, erhältlich von der Firma Henkel Corporation. CETIOL^® 1414E ist ein ethoxyliertes Esterderivat der Myristinsäure. Ein besonders geeignetes Tensid-modifiziertes Geruchskontrollmittel ist eine Mischung von CETIOL^® 1414E und EDTA oder einem Natriumsalz von EDTA. Eine derzeit bevorzugte Mischung enthält etwa 3 bis etwa 10 (vorzugsweise 6 bis 8) Gew.-Teile EDTA (oder eines Natriumsalzes derselben) pro 1 Gew.-Teil CETIOL^® 1414E in einer ähnlichen wässrigen Lösung.
Ein anderes geeignetes Tensid ist MASIL^® SF-19, erhältlich von der Firma PPG Industries, Inc. MASIL^® SF-19 ist ein ethoxyliertes Siloxan und kann mit EDTA oder einem Natriumsalz derselben auf ähnliche Weise kombiniert werden wie für AHCOVEL^® Base N-62 oder CETIOL^® 1414E weiter oben beschrieben.
Andere verwendbare Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel sind Acyl-modifizierte Aminopolycarbonsäuren (EDTA's) und ihre Salze. Eine spezifische Acyl-modifizierte EDTA ist ein Mono-, Di- oder Trinatriumlauroyl-ethylendiamintriessigsäuresalz (auch als Na_xLED3A bezeichnet, worin x = 1 bis 3), erhältlich von der Firma Hampshire Chemical Corp. Dabei handelt es sich um eine Hybrid-Reaktions-Verbindung (im Gegensatz zu einer Mischung), die als Tensid-modifiziertes Geruchskontrollmittel fungiert. Eine weitere Acyl-modifizierte EDTA ist eine Mono-, Di- oder Trinatriumcapryloyl-ethylendiamintriessigsäure (Na_xC₈ED3A, worin x = 1 bis 3). Dabei handelt es sich ebenfalls um eine Hybrid-Reaktions-Verbindung, die als Tensid-modifiziertes Geruchskontrollmittel fungiert.
Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel kann unter Anwendung innerer (interner) oder äußerer (externer) Auftragsmethoden, wie sie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt sind, aufgebracht werden. Einige Verbindungen und Mischungen sind vorteilhafter, wenn sie intern aufgebracht werden und sie werden hier als "interne Additive" bezeichnet. Andere sind vorteilhafter, wenn sie extern aufgebracht werden und sie werden hier als "externe Additive" bezeichnet. Noch andere Verbindungen und Mischungen sind geeignet sowohl als interne als auch als externe Additive.
Wie allgemein bekannt, wird ein internes Additiv in der Regel mit dem Polymer gemischt, das zur Herstellung der Vliesstoffbahn, des Films, des Schaums oder eines anderen thermoplastischen Lagenmaterials verwendet wird, und es wandert zu den Oberflächen der Vliesstoffbahn-Filamente oder des anderen Lagenmaterials während und/oder nach ihrer Herstellung. Häufig ist die Wanderung das Ergebnis eines Stimulus, beispielsweise durch Wärme, die dem thermoplastischen Material zugeführt wird. Ein externes Additiv wird extern auf die Oberflächen des Lagenmaterials aufgebracht, nachdem dieses hergestellt worden ist. Ein externes Additiv kann durch Eintauchen, Imprägnieren, Aufsprühen oder durch ein sonstiges Beschichten des thermoplastischen Lagenmaterials mit einem Lösungsmittel oder einem anderen Medium, welches das Additiv enthält, aufgebracht werden.
Externe Auftragsverfahren sind derzeit bevorzugt für die Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel, die zusammen mit den erfindungsgemäßen behandelten Materialien verwendet werden. Das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel (unabhängig davon, ob es durch Mischen oder durch chemische Reaktion hergestellt worden ist) kann mit Wasser oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel in einer Konzentration von etwa 0,1 bis etwa 30 Gew.-% des Agens, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 15 Gew.-% des Agens, besonders bevorzugt von etwa 1 bis etwa 5 Gew.-% des Agens, gemischt werden. Die Lösung kann dann auf ein thermoplastisches Lagenmaterial aufgebracht werden durch Eintauchen, Aufsprühen, Aufbürsten, Aufdrucken oder irgendein anderes geeignetes Verfahren. Das behandelte Lagenmaterial kann dann unter Anwendung von Wärme, durch Druckluft-Konvektion, Vakuum-induziertes Verdampfen oder ein anderes konventionelles Trocknungsverfahren getrocknet werden.
Die so behandelten Lagenmaterialien weisen eine Benetzbarkeit für wässrige Flüssigkeiten und eine Geruchsbeständigkeit gegenüber einer großen Vielzahl von geruchsbildenden Resten auf. Der hier verwendete Ausdruck "Geruchsbeständigkeit" und "Geruchskontrolle" bezieht sich auf die Fähigkeit der behandelten Lagenmaterialien, mit den geruchsbildenden Verbindungen zu reagieren, diese zu hemmen, zu neutralisieren, mit diesen Komplexe zu bilden oder anderweitig die Entstehung von geruchsbildenden Verbindungen zu verhindern oder die durch sie gebildeten Gerüche zu verringern. Zu Beispielen für geruchsbildende Verbindungen, die bei den erfindungsgemäß behandelten Lagenmaterialien eine Geruchsbildung hemmen, vermindern oder eliminieren können, gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Ammoniak, Trimethylamin, Triethylamin, Isovaleriansäure, Dimethyldisulfid, Dimethyltrisulfid, Indol, Skatol und dgl.
Die Menge des Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittels, die erforderlich ist, um eine ausreichende Benetzung und Geruchsabsorption zu ergeben, kann variieren in Abhängigkeit von dem Tensid-Rest und dem Geruchskontrollmittel, die miteinander gemischt oder miteinander umgesetzt werden, in Abhängigkeit von dem Basis-Polymertyp und davon, ob das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel intern oder extern zugegeben worden ist. Bezogen auf eine lösungsmittelfreie Gewichtsbasis sollte das Tensidmodifizierte Geruchskontrollmittel im Allgemeinen etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 8 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 2 bis etwa 7 Gew.-% des thermoplastischen Lagenmaterials ausmachen.
Die auf diese Weise hergestellten behandelten thermischen Lagenmaterialien können in einer großen Vielzahl von absorptionsfähigen Produktanwendungen eingesetzt werden, beispielsweise insbesondere für absorptionsfähige Körperpflegeprodukte. Zu absorptionsfähigen Körperpflegeprodukten gehören Windeln, Trainingshosen, Schwimmkleidung, absorptionsfähige Unterhosen, Baby-Wischtücher, Erwachsenen-Inkontinenzprodukte, Frauen-Hygieneprodukte und dgl. In absorptionsfähigen Produkten kann das behandelte Lagenmaterial (wenn es wasserdurchlässig ist) als Überzugsschicht oder als Aufnahmematrix für ein absorptionsfähiges Medium verwendet werden, das wässrige Flüssigkeiten absorbieren kann. Ein absorptionsfähiges Medium kann beispielsweise umfassen Zellstofffasern allein oder in Kombination mit einem superabsorptionsfähigen Material. Das behandelte Lagenmaterial kann außerdem in absorptionsfähigen medizinischen Produkten verwendet werden, wozu gehören, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt ist, Kleidungsstücke, Einlagen, absorptionsfähige Umhänge, Bandagen und medizinische Wischtücher.
Die Zellstofffasern können irgendwelche Fasern mit einer hohen durchschnittlichen Faserlänge oder einer niedrigen durchschnittlichen Faserlänge oder Mischungen derselben sein. Zu bevorzugten Zellstofffasern gehören Cellulosefasern. Der hier verwendete Ausdruck "Zellstofffasern mit hoher durchschnittlicher Faserlänge" bezieht sich auf einen Zellstoff, der eine verhältnismäßig geringe Menge an kurzen Fasern und nichtfaserförmigen Teilchen enthält. Die Zellstoffe mit einer hohen Faserlänge haben in der Regel eine durchschnittliche Faserlänge von mehr als etwa 1,5 mm, vorzugsweise von etwa 1,5 bis etwa 6 mm, bestimmt durch einen optischen Faseranalysator, beispielsweise die vorstehend beschriebene Kajaani-Testvorrichtung. Zu geeigneten Quellen gehören nicht-sekundäre (virginale) Fasern sowie sekundäre Zellstofffasern, die klassiert worden sind. Zu Beispielen für Zellstoffe mit einer hohen Faserlänge gehören gebleichte und ungebleichte virginale Nadelholz-Faserpulpen.
Der hier verwendete Ausdruck "Pulpe mit niedriger durchschnittlicher Faserlänge" bezieht sich auf eine Pulpe, die eine signifikante Menge an kurzen Fasern und nichtfaserförmigen Teilchen enthält. Die Pulpen mit niedriger durchschnittlicher Faserlänge haben eine durchschnittliche Faserlänge von weniger als etwa 1,5 mm, vorzugsweise von etwa 0,7 bis etwa 1,2 mm, bestimmt mittels eines optischen Faser-Analysators, beispielsweise der vorstehend beschriebenen Kajaani-Testvorrichtung. Zu Beispielen für Pulpen mit einer niedrigen Faserlänge gehören eine virginale Laubholz-Pulpe sowie eine sekundäre Faserpulpe aus Quellen, wie z.B. Büroabfall, Zeitungen- und Karton-Abfall.
Zu Beispielen für Holzpulpen mit einer hohen durchschnittlichen Faserlänge gehören diejenigen, die von der Firma U.S. Alliance Coosa Pines Corporation unter den Handelsbezeichnungen Longlac 19, Coosa River 56 und Coosa River 57 erhältlich sind. Die Pulpen mit niedriger durchschnittlicher Faserlänge können umfassen bestimmte virginale Laubholz-Pulpen und sekundäre (d.h. recyclisierte) Faserpulpen aus Quellen, die umfassen Zeitschriftenabfall, regenerierter Karton und Büroabfall. Mischungen von Pulpen mit hoher durchschnittlicher Faserlänge und mit niedriger durchschnittlicher Faserlänge können einen überwiegenden Anteil an Pulpen mit niedriger durchschnittlicher Faserlänge enthalten. Beispielsweise können solche Mischungen mehr als etwa 50 Gew.-% einer Pulpe mit einer niedrigen durchschnittlichen Faserlänge und weniger als etwa 50 Gew.-% einer Pulpe mit einer hohen durchschnittlichen Faserlänge enthalten.
Der hier verwendete Ausdruck "Superabsorbens" oder "superabsorptionsfähiges Material" bezieht sich auf ein in Wasser quellbares, in Wasser unlösliches organisches oder anorganisches Material, das unter den günstigsten Bedingungen in der Lage ist, mindestens etwa das 20-fache seines Gewichtes und besonders bevorzugt mindestens etwa das 30-fache seines Gewichtes in einer wässrigen Lösung, die 0,9 Gew.-% Natriumchlorid enthält, zu absorbieren.
Die superabsorptionsfähigen Materialien können natürliche, synthetische und modifizierte natürliche Polymere und Materialien sein. Außerdem können die superabsorptionsfähigen Materialien anorganische Materialien, wie z.B. Silicagele, oder organische Verbindungen, wie z.B. vernetzte Polymere, sein. Der hier verwendete Ausdruck "vernetzt" bezieht sich auf irgendeine Methode, um normalerweise in Wasser lösliche Materialien in in Wasser im Wesentlichen unlösliche, jedoch quellbare Materialien zu überführen. Eine solche Methode kann beispielsweise sein eine physikalische Verfilzung, kristalline Domänen, kovalente Bindungen, ionische Komplexe und Assoziationen, hydrophile Assoziationen, wie z.B. eine Wasserstoffbindung, und hydrophobe Assoziationen oder Van der Waals'sche Kräfte.
Zu Beispielen für synthetische superabsorptionsfähige Material-Polymere gehören die Alkalimetall- und Ammoniumsalze von Poly(acrylsäure) und Poly(methacrylsäure), Poly(acrylamide), Poly(vinylether), Maleinsäureanhydrid-Copolymere mit Vinylethern und α-Olefinen, Poly(vinylpyrrolidon), Poly(vinylmorpholinon), Poly(vinylalkohol) und Mischungen und Copolymere davon. Zu weiteren superabsorptionsfähigen Materialien gehören natürliche und modifizierte natürliche Polymere, wie z.B. hydrolysierte, mit Acrylnitril bepfropfte Stärke, mit Acrylsäure bepfropfte Stärke, Methylcellulose, Chitosan, Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose und die natürlichen Gummis (Harze), wie z.B. Alginate, Xanthangummi, Johannisbrotgummi und dgl. Mischungen von natürlichen und vollständig oder teilweise synthetischen superabsorptionsfähigen Materialien können erfindungsgemäß ebenfalls verwendet werden. Weitere geeignete absorptionsfähige gelierbare Materialien sind in dem US-Patent 3 901 236 von Assarsson et al. (veröffentlicht am 26. August 1975) beschrieben. Verfahren zur Herstellung von synthetischen absorptionsfähigen gelierenden Polymeren sind in den US-Patenten 4 076 663 (Masuda et al., veröffentlicht am 28. Februar 1978) und 4 286 082 (Tsubakimoto et al., veröffentlicht am 25. August 1981) beschrieben.
Superabsorptionsfähige Materialien können Xerogele sein, die Hydrogele bilden, wenn sie benetzt werden. Der hier verwendete Ausdruck "Hydrogel" wird üblicherweise jedoch so verwendet, dass er sich sowohl auf benetzte als auch auf unbenetzte Formen des superabsorptionsfähigen Polymermaterials bezieht. Die superabsorptionsfähigen Materialien können in vielen Formen vorliegen, beispielsweise in Form von Flocken, Pulvern, Teilchen, Fasern, kontinuierlichen (endlosen) Fasern, Netzwerken, Lösungs-gesponnenen Filamenten und Bahnen. Die Teilchen können irgendeine gewünschte Gestalt haben, sie können beispielsweise spiralförmig oder halbspiralförmig, kubisch, stabförmig, polyedrisch und dgl. sein. Es können auch Nadeln, Flocken, Fasern und Kombinationen davon verwendet werden.
Die superabsorptionsfähigen Materialien (Superabsorbentien) sind im Allgemeinen in Teilchengrößen erhältlich in dem Bereich von etwa 20 bis etwa 1000 μm. Zu Beispielen für handelsübliche teilchenförmige Superabsorbentien gehören SANWET^® IM 3900 und SANWET^® IM-5000P, erhältlich von der Firma Hoechst Celanese, Portsmouth, Virginia, DRYTECH^® 2035LD, erhältlich von der Firma Dow Chemical Co., Midland, Michigan, und FAVOR^® SXM880, erhältlich von der Firma Stockhausen, Greensboro, North Carolina. Ein Beispiel für ein faserförmiges Superabsorbens ist OASIS^® 101, erhältlich von der Firma Technical Absorbents, Grimsby, UK.
Wie vorstehend angegeben, kann das behandelte thermoplastische Lagenmaterial eine Abdeckfolie oder eine Matrix für ein absorptionsfähiges Medium sein. Als Matrix können Vliesstoff-Filamente verwendet werden und sie können mit Zellstofffasern und (gegebenenfalls) einem superabsorptionsfähigen Material unter Anwendung von Verfahren, die aus dem Stand der Technik allgemein bekannt sind, kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Coform-Verfahren angewendet werden, bei dem mindestens ein Meltblown-Düsenkopf in der Nähe einer Rinne angeordnet ist, durch welche andere Materialien zugesetzt werden, während die Bahn gebildet wird. Coform-Verfahren sind in den US-Patenten 4 818 464 (Lau) und 4 100 324 (Anderson et al.) beschrieben, auf deren vollständigen Inhalt hier ausdrücklich Bezug gneommen wird. Thermoplastische Vliesstoff-Filamente und Zellstofffasern können auch durch Anwendung einer hydraulischen Verfilzung oder einer mechanischen Verfilzung miteinander kombiniert werden. Ein hydrau lisches Verfilzungsverfahren ist in dem US-Patent 3 485 706 (Evans) beschrieben, auf dessen gesamten Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Wenn behandelte thermoplastische Vliesstoff-Filamente als Matrix für ein absorptionsfähiges Vliesstoffbahn-Verbundmaterial verwendet werden, sollte das Verbundmaterial etwa 5 bis etwa 97 Gew.-% Zellstofffasern, vorzugsweise etwa 35 bis etwa 95 Gew.-% Zellstofffasern, besonders bevorzugt etwa 50 bis etwa 95 Gew.-% Zellstofffasern, enthalten. Wenn ein superabsorptionsfähiges Material vorhanden ist, sollte es etwa 5 bis etwa 90 Gew.-% des Verbundmaterials, vorzugsweise etwa 10 bis etwa 60 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 20 bis etwa 50 Gew.-% des Verbundmaterials ausmachen. In jedem Fall sollte die thermoplastische Vliesstoff-Filamentmatrix etwa 3 bis etwa 95 Gew.-% des Verbundmaterials, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 65 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 5 bis etwa 50 Gew.-%, des Verbundmaterials darstellen.
Nach dem Kombinieren der Bestandteile miteinander können die absorptionsfähigen Vliesstoff-Verbundmaterialien unter Anwendung der weiter oben beschriebenen thermischen Punktbindungs- oder Through-Air-Bindungs-Verfahren miteinander verbunden werden zur Erzielung einer kohärenten hochintegrierten Struktur.
Beispiele 1 – 6 (Geruchsinhibierung)
Es wurden die folgenden Verfahren angewendet zur Bestimmung der Geruchsinhibierung von Ammoniak, der aus synthetischem Urin entstand. Das getestete Basisgewebe war ein Coform-Material, das 30 Gew.-% Meltblown-Polypropylen-Fasern und 70 Gew.-% Zellstofffasern, dispergiert innerhalb der Matrix aus den Meltblown-Fasern, enthielt. Das Coformmaterial hatte ein Flächengewicht von 170 g/m². Proben aus dem Basisgewebe wurden mit verschiedenen Beschichtungen versehen durch Eintauchen des Gewebes in eine wässrige Lösung, welche die Oberflächenbeschichtungsmittel enthielten, durch Auspressen der überschüssigen Lösung aus den behandelten Geweben und Trocknen der behandelten Gewebe. Die behandelten Gewebe wurden zu Proben zugeschnitten, die jeweils ein Gewicht von 0,5 g hatten.
Die behandelten Gewebeproben (Gewicht 0,5 g) wurden jeweils einer Verunreinigung (Beladung) mit 6 ml synthetischem Urin bei 37 °C ausgesetzt, der mit 5,6 × 10⁹ Koloniebildenden Einheiten von Proteus mirabilis Bakterien pro ml inokuliert worden war. Die 6 ml-Menge wurde ausgewählt, weil die Gewebeprobe des Beispiels 2 (wie nachstehend beschrieben) diese Flüssigkeitsmenge absorbieren und zurückhalten konnte. Diese Bakterium, das in der Regel auf der Oberfläche der menschlichen Haut vorhanden ist, erleichtert die Bildung von Ammoniak aus Harnstoff im Urin. Der synthetische Urin hatte die folgende Zusammensetzung pro Liter wässriger Lösung und einen pH-Wert von 6,69:

Harnstoff 25 g

NaCl 9 g

MgSO₄.5H₂O 0,4 g

Ca(OAc)₂ 0,7 g

K₂SO₄ 4 g

(NH₄)₂SO₄ 2,5 g
Vor der Verunreinigung (Beladung) mit dem synthetischen Urin wurde jede Gewebeprobe in einen 125 ml Glas-Erlenmeyerkolben bei 37 °C eingeführt, wie in 1 dargestellt. Der Kolben 1 war mit einem Glasrohr 2 mit einem Außendurchmesser von 5 mm ausgestattet, das sich durch einen Fisher-Twist-Stop-Gummi-Stopfen 3 in den Kolben hinein erstreckte. Oberhalb des Kolbens befand sich eine Fisher-Rohrleitung 4 aus reinem Latex, die an einem Ende mit dem Glasrohr 2 verbunden war, und am anderen Ende befand sich ein Dräger-Ammoniak-Diffusionsrohr 5. Die Dräger-Rohre wurden als Dräger 8101301 identifiziert. Das Ammoniak-Diffusionsrohr 5 arbeitete mittels eines Farb-Code und nahm verschiedene Farben an, je nach der Ammoniak-Konzentration in seinem Innern. Mit dem Ablauf der Zeit (d.h. in einem Gleichgewichtszustand) besteht eine lineare Korrelation zwischen der Ammoniak-Konzentration im Innern des Dräger-Rohres 5 und der Konzentration im Innern des Kolbens 1. Diese Korrelation ist bekannt aus vorher durchgeführten Eichtests und ist in 2 dargestellt. Die Eichkurve wurde hergestellt unter Verwendung von Dräger-Rohren, die an Kolben befestigt waren, die 0, 60, 150, 480, 600 und 750 ppm Ammoniak enthielten, und unter Verwendung von zwei Ammoniak-Eich-Standard-Kontrollen (60 ppm und 600 ppm Ammoniak). In der 2 stehen die tatsächliche Ammonia-Konzentration im Innern des Kolben und die innerhalb des Dräger-Rohres nachgewiesene Konzentration nach der folgenden Gleichung miteinander in Beziehung:
Obgleich der Test zur Bestimmung der Ammoniak-Konzentration eine gewisse Subjektivität beinhaltet, sollten die beobachteten Trends gültig sein, wenn die Tests wiederholt werden. Die sechs Beispiele, die in bezug auf die Freisetzung/Inhibierung von Ammoniakgeruch unter Verwendung von synthetischem Urin, der mit Bakterien behandelt worden war, bewertet wurden, wurden wie folgt charakterisiert:
Vergleichsbeispiel 1:
In den Kolben wurden nur die 6 ml synthetischer Urin, der mit dem Bakterium behandelt worden war, injiziert ohne eine Gewebeprobe;
Vergleichsbeispiel 2:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 0,6 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62, einer Tensid-Mischung aus ethoxyliertem hydriertem Rizinusöl und Sorbitanmonooleat, geliefert von der Firma Hodgson Chemical Co., behandelt. Der Zugabe-Prozentsatz wurde wie folgt errechnet:
Das AHCOVEL^® Base N-62 wurde in Form einer wässrigen Lösung, die 0,30 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 enthielt, auf das Gewebe aufgebracht.
Beispiel 3:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,0 Gew.-% Na₂EDTA (Dinatrium-EDTA) mit der chemischen Formel C₁₀H₁₄N₂O₈Na₂.2H₂O und 0,6 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 behandelt. Die Na₂EDTA wurde von der Firma Sigma Corp. geliefert. Die für die Beschichtung verwendete wässrige Lösung wurde hergestellt durch Mischen von 1,0 Gew.-% Na₂EDTA mit Wasser und anschließende Zugabe von 0,30 Gew.-% AHCOVEL^® zu der Lösung.
Beispiel 4:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,0 Gew.-% Na_xLED3A der Firma Hampshire Chemical Corp. und 0,6 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 behandelt. Die für die Beschichtung verwendete wässrige Lösung wurde hergestellt durch Mischen von 1,0 Gew.-% Na_xLED3A mit Wasser, anschließende Zugabe einer ausreichenden Menge Chlorwasserstoffsäure, um den pH-Wert auf etwa 6,5 zu verringern (wodurch auf die Oberflächenspannung der Lösung vermindert wurde). Dann wurden 0,30 Gew.-% AHCOVEL^® zu der Mischung zugegeben.
Vergleichsbeispiel 5:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,1 Gew.-% Na₂EDTA behandelt. Die zum Beschichten verwendete wässrige Lösung wurde hergestellt durch Mischen von 1,0 % Na₂EDTA und 0,5 Gew.-% Hexanol mit Wasser.
Vergleichsbeispiel 6:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,1 Gew.-% Na_xLED3A behandelt. Die zum Beschichten verwendete wässrige Lösung wurde hergestellt durch Mischen von 1,0 % Na_xLED3A mit Wasser und Zugabe einer ausreichenden Menge Chlorwasserstoffsäure, um den pH-Wert auf etwa 6,5 herabzusetzen (wodurch die Oberflächenspannung der Lösung verringert wurde).
Jedes Beispiel wurde einmal wiederholt, wobei aus den erhaltenen Ergebnissen ein Durchschnittswert der doppelten Durchführung der Beispiele errechnet wurde. In jedem Beispiel wurde die Ammoniak-Konzentration stündlich 10 h lang gemessen. Alle Gewebeproben mit Ausnahme des Vergleichsbeispiels 5 (in dem nur eine Behandlung mit Na₂EDTA allein durchgeführt wurde) wiesen eine ausreichende Benetzbarkeit auf, um die Beladung mit synthetischem Urin/Bakterien schnell zu absorbieren (innerhalb von wenigen Sekunden). Das Gewebe des Vergleichsbeispiels 5 hielt die Urinbeladung auf seiner Oberfläche etwa 6 bis 7 min lang zurück, bevor es diese vollständig absorbierte. Dennoch dauert es etwa 5 h bei den meisten Beispielen, bis genügend Ammoniak gebildet wurde, um zuverlässige Ammoniak-Ablesungen zu ergeben.
Die tatsächlichen (jeweiligen) Ammoniak-Konzentrationen in den Kolben in Zeiträumen zwischen 5 und 10 h sind in der 3 aufgezeichnet. Die höheren Ammoniak-Konzentrationen zeigen eine niedrigere Hemmung der Ammoniak-Bildung an. Der synthetische Urin selbst (Vergleichsbeispiels 1) und AHCOVEL^® selbst (Vergleichsbeispiel 2) ergaben keine Inhibierung, sondern hohe Ammoniak-Freisetzungswerte. Die Kombination von Na_xLED3A und AHCOVEL^® (Beispiel 4) führte ebenfalls nicht zu einer Inhibierung der Ammoniak-Bildung.
Die Kombination von Na₂EDTA und AHCOVEL^® (Beispiel 3) zeigte die größte Inhibierung der Ammoniak-Bildung, dargestellt durch die niedrigsten Freisetzungswerte. Die Na₂EDTA selbst (Vergleichsbeispiel 5) inhibierte die Ammoniak-Bildung, wies jedoch keine ausreichende Oberflächenbenetzung auf, was durch die lange Zeit angezeigt wird, die erforderlich war, bis die Beladung mit synthetischem Urin/Bakterien in das Gewebe eingedrungen war. Das Na_xLED3A selbst (Vergleichsbeispiel 6) inhibierte die Ammoniak-Bildung bis zu einem gewissen Grade und wies eine ausreichende Oberflächenbenetzung auf.
Die Proteus mirabilis Bakterien müssen in dem synthetischen Urin enthalten sein, damit Ammoniak gefunden werden kann. Drei zusätzliche Beispiele (nicht dargestellt) führten zu keiner Ammoniak-Bildung. Dabei handelte es sich um: a) einen leeren Kolben, b) um synthetischen Urin und Bakterien und c) um ein Coform-Gewebe, das mit 0,58 AHCOVEL^® Base N-62 behandelt und synthetischen Urin ohne Bakterien ausgesetzt worden war.
Beispiele 7 bis 12 (Geruchsinhibierung)
Es wurden im wesentlichen die gleichen Verfahren, wie vorstehend für die Beispiele 1 bis 6 beschrieben, angewendet zur Bestimmung der Geruchsinhibierung von Ammoniak, der aus menschlichem Urin gebildet wurde (der von drei weiblichen Spendern gesammelt wurde). Es wurden das gleiche Coform-Material und die gleichen Probengrößen verwendet. Die Gewebeproben wurden mit Oberflächen-Beschichtungslösungen unter Anwendung der gleichen Imprägnierungs-, Auspressungs- und Trocknungsverfah ren behandelt. Die behandelten Gewebeproben wurden dann jeweils in einen 125 ml Glas-Erlenmeyerkolben bei 37 °C eingeführt, wie in 1 dargestellt, und sie wurden dann jeweils mit 6 ml realem Urin von 37 °C beladen, der mit 5,5 × 10⁹ Koloniebildenden Einheiten von Proteus mirabilis-Bakterien pro ml inokuliert worden war und einen pH-Wert von 5,93 hatte.
Die sechs Beispiele, die in bezug auf die Freisetzung/Inhibierung von Ammoniak-Geruch unter Verwendung von realem Urin, der mit den Bakterien behandelt worden war, bewertet wurden, wurden wie folgt charakterisiert:
Vergleichsbeispiel 7:
Es wurden nur die 6 ml des realen Urins, der mit Bakterien behandelt worden war, ohne eine Gewebeprobe in den Kolben injiziert.
Vergleichsbeispiel 8:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 0,6 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 unter Anwendung des im Vergleichsbeispiel 2 beschriebenen Verfahrens behandelt.
Beispiel 9:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,0 Gew.-% Na₂EDTA und 0,6 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 unter Anwendung des in Beispiel 3 beschriebenen Verfahrens behandelt.
Beispiel 10:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,0 Gew.-% Na_xLED3A und 0,6 Gew.-% AHCOVELX^® Base N-62 unter Anwendung des in Beispiel 4 beschriebenen Verfahrens behandelt.
Vergleichsbeispiel 11:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,1 Gew.-% Na₂EDTA unter Anwendung des für das Vergleichsbeispiel 5 beschriebenen Verfahrens behandelt.
Vergleichsbeispiel 12:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 2,1 Gew.-% Na_xLED3A unter Anwendung des für das Vergleichsbeispiel 6 beschriebenen Verfahrens behandelt.
Jedes Beispiel wurde doppelt durchgeführt, wobei die erhaltenen Ergebnisse einen Durchschnittswert aus den doppelt durchgeführten Beispielen darstellen. Für jedes Beispiel wurde die Ammoniak-Konzentration stündlich 10 h lang gemessen. Die Gesamt-Ammoniak-Konzentration wurde mittels eines Dräger-Rohres unter Anwendung des vorstehend für die Beispiele und Vergleichsbeispiele 1 bis 6 beschriebenen Eichverfahrens bestimmt. In diesem Fall entstand durch das Eichverfahren die folgende Beziehung:
Nach 9 h war in allen Beispielen die maximale Menge an Ammoniak (1500 ppm) gebildet worden, die durch das Dräger-Rohr gemessen werden konnte. Alle Gewebeproben mit Ausnahme des Beispiels 11 (bei dem eine Behandlung nur mit Na₂EDTA durchgeführt wurde) wiesen eine ausreichende Benetzbarkeit auf, um die Beladung mit Urin schnell zu absorbieren. Die Ammoniak-Konzentrationen in den Kolben, die stündlich gemessen wurden, sind in der 4 dargestellt. Auch hier zeigen höhere Ammoniak-Konzentrationen eine niedrigere Inhibierung der Ammoniak-Bildung an.
Von den sechs Beispielen, die menschlichem Urin ausgesetzt wurden, zeigten nur zwei eine Geruchsinhibierung, im Vergleich zu der Kontrolle (Vergleichsbeispiel 7), bei der kein Gewebe verwendet wurde. Die beiden Beispiele, die eine Geruchsinhibierung zeigten, waren das mit Na₂EDTA und AHCOVEL^® behandelte Gewebe (Beispiel 9) und das mit Na₂EDTA allein (Vergleichsbeispiel 11) behandelte Gewebe. Von den beiden wies nur das Gewebe des Beispiels 9 eine ausreichende Oberflächen-Benetzbarkeit auf.
Auch hier muss das Proteus mirabilis-Bakterium in menschlichem Urin enthalten sein, damit Ammoniak gefunden werden kann. Drei zusätzliche Beispiele (nicht dargestellt) führten zu keiner Ammoniak-Bildung. Dabei handelte es sich um: a) einen leeren Kolben; b) menschlichen Urin mit den Bakterien und c) ein Coform-Gewebe, das mit 0,6 AHCOVEL^® Base N-62 behandelt und menschlichem Urin ohne die Bakterien ausgesetzt worden war.
Beispiele 13 bis 17 (Geruchsinhibierung)
Zur Messung der Geruchsinhibierung, der aus menschlichem Urin in den Beispielen 13 bis 17 entstand, wurden ähnliche Verfahren wie in den Beispielen 7 bis 12 angewendet. Die Beispiel 13 bis 17 dienten dazu, die Geruchsinhibierung zu testen von Urin, der mit einem höheren Gehalt von Proteus mirabilis-Bakterien, 7,4 × 10⁹ Kolonie-bildenden Einheit en/ml, inokuliert worden war, unter Verwendung von höheren Mengen an Na₂EDTA in dem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel. Es wurden das gleiche Coform-Material und die gleichen Probengrößen verwendet. Die Gewebeproben wurden mit den Tensid-modifizierten Geruchskontrollmitteln unter Anwendung der gleichen Imprägnierungs-, Auspressungs- und Trocknungsverfahren behandelt. Die behandelten Gewebeproben wurden dann jeweils in einen 125 ml Glas-Erlenmeyerkolben bei 37 °C eingeführt, wie in 1 dargestellt, und sie wurden jeweils einer Beladung mit 6 ml menschlichem Urin von 37 °C ausgesetzt, der mit den Bakterien inokuliert worden war und einen pH-Wert von 5,96 hatte. Für jedes Beispiel wurden drei Gewebeproben behandelt und aus den Ergebnissen wurde ein Mittelwert gebildet.
Die fünf Proben, die in bezug auf die Freisetzung/Inhibierung von Ammoniak-Geruch in diesen Versuchsreihen bewertet wurden, wurde wie folgt charakterisiert:
Vergleichsbeispiel 13:
Nur die 6 ml des realen Urins, der mit einer höheren Menge an Bakterien behandelt worden war, wurden ohne eine Gewebeprobe in den Kolben injiziert.
Vergleichsbeispiel 14:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 0,6 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 behandelt unter Anwendung des für das Vergleichsbeispiel 2 beschriebenen Verfahrens.
Beispiel 15:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 4,6 Gew.-% Na₂EDTA und 0,7 Gew.-% AHCOVEL^® Base N-62 behandelt unter Verwendung einer wässrigen Lösung ähnlich derjenigen des Beispiels 3, jedoch mit höheren Konzentrationen.
Vergleichsbeispiel 16:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 0,7 Gew.-% CETIOL^® 1414E, einem ethoxylierten Ester-Derivat von Myristinsäure, erhalten von der Firma Henkel Corporation, behandelt. Es wurde ein Verfahren ähnlich demjenigen des Vergleichsbeispiels 2 angewendet, jedoch mit der Ausnahme, dass CETIOL^® anstelle von AHCOVEL^® verwendet wurde.
Beispiel 17:
Eine Coform-Gewebeprobe wurde mit 4,8 Gew.-% Na₂EDTA und 0,7 Gew.-% CETIOL^® 1414E behandelt unter Verwendung einer wässrigen Lösung ähnlich derjenigen des Beispiels 15, jedoch mit der Ausnahme, dass CETIOL^® anstelle von AHCOVEL^® verwendet wurde.
Die Dräger-Rohr-Ablesungen in den Kolben für Zeiträume zwischen 3 und 8 h sind in 5 dargestellt. Die höheren Drägerrohrablesungen zeigen eine niedrigere Inhibierung der Ammoniak-Bildung an. Der menschliche Urin selbst (Vergleichsbeispiel 13) wies keine Geruchsinhibierung auf und er zeigte eine hohe Ammoniak-Freisetzung. Die Ammoniak-Freisetzungswerte waren sogar noch höher für Gewebeproben, die nur mit AHCOVEL^® behandelt worden waren (Vergleichsbeispiel 14) und die nur mit CETIOL^® behandelt worden waren (Vergleichsbeispiel 16). Die Gewebe, die mit Tensidmodifizierten Geruchskontrollmitteln behandelt worden waren (Beispiele 15 und 17) zeigten eine beträchtliche Inhibierung der Ammoniak-Bildung, die angezeigt wird durch sehr niedrige Freisetzungswerte. Unter diesen waren die Proben, die mit der Na₂EDTA/AHCOVEL^®-Kombination behandelt worden waren (Beispiel 15) etwas wirksamer in bezug auf die Inhibierung der Ammoniak-Bildung als die Proben, die mit der Na₂EDTA/CETIOL^®-Kombination behandelt worden waren (Beispiel 17).
Beispiele 18 bis 22 (antimikrobielles Verhalten)
Proben (von jeweils 0,5 g) eines Coform-Gewebes mit einem trockenen Flächengewicht von 170 g/m², die 30 Gew.-% Polypropylen-Meltblown-Fasern und 70 Gew.-% Zellstofffasern enthielten, wurden jeweils einer Verunreinigung (Beladung) mit 6 ml menschlichem Urin von 37 °C ausgesetzt. Der Urin war mit 7,4 × 10⁹ cfu/ml Proteus mirabilis- Bakterien inokuliert worden. Vor der Beladung mit Urin, die unter Anwendung von Verfahren ähnlich denjenigen, wie sie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben worden sind, durchgeführt wurden, wurden die Coform-Proben in wässrigen Lösungn behandelt, um die in der Tabelle 1 angegebenen Überzüge zu erhalten, bezogen auf das Trockengewicht der Coform. Nach der Beladung mit Urin wurde je Proben in einem Erlenmeyer-Kolben von 37 °C wie vorstehend beschriebenen 8 h lang aufbewahrt. Nach 8 h wurde die Konzentration an Proteus mirabilis in dem Urin bestimmt für jede der Proben, die mit Urin beladen worden war. In der Tabelle 1 sind die Ergebnisse dieser Messungen angegeben, die einen Durchschnittswert von 3 Proben für jedes Beispiel darstellen.
Wie in den Beispielen und Vergleichsbeispielen 18 bis 22 gezeigt, führte das Tensidmodifizierte Geruchskontrollmittel nicht zu niedrigeren Konzentrationen von Proteus mirabilis, verglichen mit den nur das Tensid enthaltenden Kontrollen. Insbesondere enthielt das Gewebe, das mit AHCOVEL^® und Na₂EDTA behandelt worden war (Beispiel 21), eine höhere Konzentration an Proteus mirabilis als das Gewebe, das nur mit AHCOVEL^® behandelt worden war (Vergleichsbeispiel 19). In entsprechender Weise enthielt das Gewebe, das mit CETIOL^® und Na₂EDTA behandelt worden war (Beispiel 22) eine höhere Konzentration an Proteus mirabilis als das Gewebe, das nur mit CETIOL^® behandelt worden war (Vergleichsbeispiel 20). Die Inhibierung der Geruchsbildung, die aus der Verwendung der Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel resultierte, war nicht auf eine antimikrobielle Aktivität zurückzuführen.
Beispiele 23 bis 29 (Geruchsinhibierung)
Hauptzweck dieser Beispiele war es, die Geruchsinhibierungseigenschaften von Tensidmodifizierten Geruchskontrollmitteln, die durch eine chemische Reaktion hergestellt worden sind, mit denjenigen, die durch Mischen eines Tensids mit einem Geruchskontrollmittel hergestellt worden sind, zu vergleichen. Jedes Beispiel stellt einen Durchschnittswert von zwei 170 g/m² Coform-Proben mit einem Gewicht von jeweils 0,5 g (70 Zellstofffasern, 30 % Meltblown-Polypropylen-Fasern) dar. Die Tenside und Tensidmodifizierten Geruchskontrollmittel wurden durch Eintauchen der Coform-Proben in wässrige Lösungen ähnlich denjenigen, wie sie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben worden sind, aufgebracht und die Coform-Proben wurden unter Anwendung ähnlicher Verfahren getrocknet. Dann wurden die Proben jeweils der Einwirkung von 6 ml Humanurin ausgesetzt, der mit 8,6 × 10⁹ cfu/ml Proteus mirabilis-Bakterien inokuliert worden war. Die Proben wurden jeweils in einen Erlenmeyerkolben eingeführt und es wurden Ammoniak-Ablesungen aufgezeichnet unter Verwendung eines Dräger-Rohres unter Anwendung der weiter oben beschriebenen Verfahren. In der Tabelle 2 ist jede Probe identifiziert und die Dräger-Rohr-Messungen sind darin angegebenen (Durchschnittswert von zwei Proben für jedes Beispiel) nach 2, 4, 5 und 6 h.
Wie vorstehend angegeben, führten Gewebe, die mit Tensid-modifizierten Geruchskontrollmitteln, die durch chemische Reaktion hergestellt worden waren, behandelt worden waren (Beispiele 27 und 28) zu etwas niedrigeren Drägerrohr-Ablesungen (geringfügig bessere Geruchskontrolle als das Gewebe, das nur mit einem Tensid allen behandelt worden war) (Beispiel 26). Das mit dem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel, her gestellt durch Mischen eines Tensids mit einem Geruchskontrollmittel, behandelte Gewebe (Beispiel 29) wies jedoch bei weitem die beste Geruchsinhibierung auf. Zwei der Kontrollproben (Vergleichsbeispiele 23 und 24) bestätigten, dass kein Ammoniakgeruch weder in dem leeren Kolben noch in einem Kolben nachgewiesen wurde, der Urin enthielt, der nicht mit Proteus mirabilis-Bakterien inokuliert worden war. Auch in diesem Fall resultierte die Bildung von Ammoniak aus einer Wechselwirkung zwischen Proteus mirabilis, der auf menschlicher Haut zu finden ist, und Harnstoff, der im Urin zu finden ist.
Beispiele 30 bis 44 (Geruchsabsorption)
In den Beispiele 30 bis 44 wurden die behandelten Gewebeproben in bezug auf die Absorption eines bereits existierenden Geruch es getestet im Gegensatz zur Inhibierung der Geruchsbildung. In dem Geruchsabsorptionstest wurde die Luftraum-Gaschromatographie (Headspace GC) angewendet zur Bestimmung der Menge einer mit Geruch behafteten Verbindung, die aus der Gasphase durch ein behandeltes Gewebe entfernt wird.
Der Luftraum-GC-Test wurde durchgeführt unter Verwendung einer Hewlett-Packard HP5890 GC mit einem HP7694 Headspace Sampler (K-C RAST Group). Es wurden eine J & W DB-624-Kolonne (Länge 30 m, Innendurchmesser 0,25 mm, Filmdicke 1,4 μm) und ein Flammenionisationsdetektor (FID) verwendet. Die Kolonne ist verhältnismäßig stabil und ergibt in der Regel Abweichungen in dem Bereich von 5 bis 10 % für Wiederholungsproben.
In dem Luftraum-GC-Verfahren wurden zwei mit Geruch behaftete Verbindungen, Triethylamin (TEA) und Trimethylamin (TMA) verwendet. Diese Verbindungen sind beide in Wasser löslich und erhöhen den pH-Wert (organische Basen). Es wird angenommen, dass sie den Geruch in der Menstruationsflüssigkeit hervorrufen.
Das Verfahren umfasst das Anordnen eines gewogenen Gewebestücks (0,14 g) im Innern einer Phiole mit einem Luftraum von 20 cm³. Unter Verwendung einer Spritze wurde auch ein aliquoter Anteil der mit Geruch behafteten Verbindung in die Phiole ein geführt, wobei darauf geachtet wurde, dass die Flüssigkeit und das Gewebe nicht miteinander in Kontakt kamen. Dann wurde die Phiole mit einem Deckel und einem Septum versiegelt und in den Luftraum-GC-Ofen bei Körpertemperatur (37 °C) gestellt. Nach 10 min wurde eine Spritze durch das Septum in die Phiole eingeführt, um eine 1 cm³-Probe des Luftraums (der Luft im Innern der Phiole) zu entnehmen, die dann in die GC injiziert wurde. Diese kurze Einwirkungszeit von 10 min auf den Geruch wird für alle Gewebe konstant gehalten. Die GC wird isotherm bei 100 °C für Triethylamin (TEA) und bei 110 °C für Trimethylamin (TMA) betrieben. Die GC-Zykluszeit beträgt 10 min.
Der Peak für TEA tritt zwischen 5 und 5,5 min auf und der Peak für TMA tritt zwischen 3 und 3,5 min auf. Zu Beginn wird eine Standard-Phiole mit nur dem aliquoten Anteil an riechender Verbindung (kein Gewebe) getestet, um 0 % Geruchsabsorption zu bestimmen. Zur Berechnung der Menge des durch das Gewebe aus dem Luftraum entfernten Geruchs wird die Peakfläche für TEA (oder TMA) aus der Phiole mit dem Gewebe verglichen mit der Peakfläche aus dieser Standardphiole (ohne Gewebe). Der Test wird in der Regel mit 2 μl TEA mit 99 %ier Reinheit oder 5 μl TMA mit 40 %iger Reinheit und 0,14 g Gewebe durchgeführt. Die Ergebnisse sind als "% Geruchsabsorption" und als "mg absorbierter Geruch/g Gewebe" angegeben.
Gewebeproben wurden sowohl im nassen als auch im trockenen Zustand getestet. Es ist zu erwarten, dass das Gewebe irgendwo zwischen diesen beiden Zuständen bei der tatsächlichen Produktverwendung vorliegt. Für die Durchführung des Nasstests wurde das Gewebe versiegelt und im nassen Zustand unmittelbar nach der Behandlung gelagert, oder es wurde ein getrocknetes behandeltes Gewebe in destilliertes Wasser eingetaucht und ausgepresst, um überschüssige Flüssigkeit zu entfernen direkt vor Durchführung des Luftraum-GC-Verfahrens. In diesem Verfahren wurden 0,14 g des nassen Gewebes verwendet. Das nasse Gewebe wurde getestet und dann trocknen gelassen. Dann wurde das Gewebe erneut gewogen, wenn es trocken war, um die Flüssigkeitsmenge zu bestimmen, die vorhanden war. Die nassen Gewebeproben enthielten unterschiedliche Mengen an Flüssigkeit, sodass die Geruchsabsorption für die Feuchtigkeitsmengen normiert werden musste. Diese Normierung muss dann durchgeführt werden, wenn festgestellt wird, dass die Flüssigkeitsmenge in einer Probe die Menge des absorbierten TEA beeinflusst. Nachstehend ist die Berechnung angegeben, die angewendet wurde, um die Geruchsabsorption für nasse Proben zu normieren.
Es wird angenommen, dass das Gewebe A die folgenden Charakteristika aufweist:

1. im trockenen Zustand absorbieren 0,14 g Gewebe A 5 mg TEA/g trockenem Gewebe;
2. im nassen Zustand absorbieren 0,14 g Gewebe A 10 mg TEA/g nassem Gewebe;
3. das nasse Gewebe A wird trocknen gelassen und erneut gewogen. Das Trockengewicht beträgt, wie gefunden wurde, 0,056 g. Es wird eine Berechnung durchgeführt unter Verwendung des Trockengewichtes und man erhält 25 mg absorbiertes TEA/g getrocknetem Gewebe;
4. der "Prozentsatz der Feuchtigkeit" für das nasse Gewebe des Gewebes A wird errechnet unter Verwendung der folgenden Gleichung:
Unter Verwendung der oben genannten Gleichung mit 0,14 g für das nasse Gewebe und 0,056 g für das getrocknete Gewebe wird für den nassen Zustand des Gewebes A ein Feuchtigkeitsgehalt von 150 % errechnet;
5. es wird ein "Nässe-Faktor" berechnet unter Verwendung des Prozentsatz es der Feuchtigkeit für den nassen Zustand des Gewebes A und Dividieren desselben durch 100 % Feuchtigkeit. Dies ergibt einen "Nässe-Faktor" von 1,5 für den nassen Zustand des Gewebes A (150 % Nässe dividiert durch 100 % Feuchtigkeit);
6. schließlich wird der Wert "mg absorbiertes TEA/g getrocknet es Geweben" für den nassen Zustand des Gewebes A dividiert durch den "Nässe-Faktor" von 1,5:

Alle TEA- und TMA-Daten für die Gewebe im nassen Zustand, ausgedrückt in "mg Geruch/g trockenes Gewebe" wurden auf diese Weise normiert.
Es wurden mehrere Versuche (in der Regel zwei Versuche) mit jedem Gewebe durchgeführt unter Anwendung des Luftraum-GC-Verfahrens. Da die Gewebeproben in der Regel für eine konstante Zeitspanne von nur 10 min dem Geruch ausgesetzt wurden, werden die Geruchsabsorptionseigenschaften höchstwahrscheinlich unter kinetischen Bedingungen miteinander verglichen anstatt unter Gleichgewichtsbedingungen. Um sicherzustellen, dass die Zeitspanne der Geruchseinwirkung für die Gewebe konstant gehalten wird, muss darauf geachtet werden, den aliquoten Anteil des Geruches in die Phiole unmittelbar vor Einführung der Phiole in den Ofen einzuführen. Einige Gewebeproben wurden auch für eine längere Zeitspanne (beispielsweise über Nacht) dem Geruch ausgesetzt, um Gleichgewichtsabsorptionswerte zu erhalten, diese Werte sind jedoch wahrscheinlich nicht charakteristisch für die Bedingungen, die die Gewebe bei der praktischen Verwendung antreffen. Es wird angenommen, dass eine Geruchsabsorption schnell erfolgen sollte, sicherlich bevor der Produktverwender den Geruch bemerkt.
Es wurden die Beispiele 30 bis 44 durchgeführt unter Verwendung von 170 g/m²-Coform-Gewebe (30 Gew.-% Meltblown-Polypropylen-Fasern, 70 Gew.-% Zellstoff-Fasern mit Stapellänge). Die Coform-Gewebeproben wurden mit dem Dinatriumsalz der EDTA (Na₂EDTA.2H₂O) und mit der Kombination von Na₂EDTA.2H₂O und dem Tensid (AHCOVEL^® Base N-62 oder CETIOL^® 1414E) behandelt. Hexanol musste in der Behandlungslösung verwendet werden, die nur Na₂EDTA.2H₂O enthielt, um die Oberflächenspannung zu verringern und dadurch das Aufbringen von Na₂EDTA auf das Coform-Gewebe zu erleichtern. Es sei daran erinnert, dass bei den obigen Geruchs-Inhibierungsdaten die Behandlung mit Na₂EDTA + AHCOVEL^® und die Behandlung mit Na₂EDTA + CETIOL^® Coform-Gewebe mit verbesserten Inhibierungseigenschaften gegenüber Ammoniak und mit besseren Flüssigkeitshandhabungseigenschaften ergaben, verglichen mit einem Gewebe, das nur mit Na₂EDTA behandelt worden war. Diese Behandlungen wurden auch in bezug auf die Triethylamin (TEA)-Absorptionsstudien unter Anwendung der (vorstehend beschriebenen) Luftraum-GC-Technik miteinander verglichen. In der Tabelle 3 sind die Daten angegeben. Die 6 zeigt auch ein Diagramm, in dem die Menge (in %) des im Luftraum absorbierten TEA durch das mit Na₂EDTA, AHCOVEL^® und Na₂EDTA + AHCOVEL^® behandelten Gewebes angegeben sind.
Die Daten in der Tabelle 3 und in der 6 erläutern, dass die TEA-Absorption (bezogen auf das Trockengewicht des Gewebes) dem gleichen Trend folgt für die Gewebe im trockenen und nassen Zustand. Deshalb beeinflusst der nasse Zustand die TEA-Absorptionseigenschaften für irgendeines der Gewebe nicht in nachteiliger Weise.
Die AHCOVEL^®-Behandlung (0,6 bis 0,7 Gew.-%) erhöhte die TEA-Absorption um einen Faktor von 2 sowohl für den trockenen als auch für den nassen Zustand (Ver gleichsbeispiele 31 und 40), verglichen mit unbehandelten Coform-Geweben (Beispiele 30 und 39). Die CETIOL^®-Behandlung (0,6 bis 0,7 Gew.-%) erhöhte die TEA-Absorption um einen Faktor von 2 für das behandelte Gewebe im trockenen Zustand (Vergleichsbeispiel 32) und in einem geringeren Umfang im nassen Zustand (Vergleichsbeispiel 41), verglichen mit einem unbehandelten Coform-Gewebe (Vergleichsbeispiele 30 und 39).
Ein trockenes Coform-Gewebe, das mit 2,4 % Na₂EDTA behandelt worden war (Vergleichsbeispiel 33) ergab die gleiche TEA-Absorption wie das Gewebe, das sowohl mit Na₂EDTA (Zugabemenge 2,3 %) als auch mit AHCOVEL^® (Zugabemengem 0,7 %) behandelt worden war (Beispiel 34). Die Na₂EDTA-Behandlung und die Na₂EDTA + AHCOVEL^®-Behandlung ergaben eine um 50 % bessere TEA-Absorption im Vergleich zu dem Coform-Gewebe, das nur mit 0,7 Gew.-% AHCOVEL^® behandelt worden war (Vergleichsbeispiel 31).
Sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand stieg die Menge der TEA-Absorption an (Beispiele 34 bis 36 und 42 bis 43) für Coform-Gewebe, die mit Na₂EDTA + AHCOVEL^® behandelt worden waren.
Das mit Na₂EDTA + CETIOL^® behandelte Coform-Gewebe (Beispiel 38) und das mit Na₂EDTA + AHCOVEL^® behandelte Coform-Gewebe (Beispiel 36) absorbierten ähnliche Mengen an TEA in dem trockenen Zustand. Im nassen Zustand war das mit Na₂EDTA + AHCOVEL^® behandelte Coform-Gewebe (Beispiel 43) besser als das mit Na₂EDTA + CETIOL^® behandelte Coform-Gewebe (Beispiel 44).
Da die Zeit der Einwirkung auf TEA von 10 min auf über Nacht erhöht wurde, stieg die Menge der TEA-Absorption von 74 auf 91 % für das Coform-Gewebe, das mit 4,9 Na₂EDTA + 0,7 % AHCOVEL^® behandelt worden war (Beispiele 36 und 37).
Aus den TEA-Daten für das mit Dinatrium-EDTA-Chelatbildner oder mit dem Tensid (AHCOVEL^® oder CETIOL^®) + Dinatrium-EDTA behandelte Coform-Gewebe (Tabelle 14 und 6) geht hervor, dass der Chelatbildner allein eine ebenso gute TEA- Absorption ergibt wie die Kombination von Chelatbildner + Tensid. In bezug auf die TEA-Geruchsabsorption gibt es somit keinerlei Vorteil, wenn die EDTA-Behandlung eines Coform-Gewebes durch Zugabe von AHCOVEL^® oder CETIOL^® ergänzt wird. Wie jedoch in den vorhergehenden Beispielen gezeigt, waren die Inhibierungseigenschaften für die Ammoniakbildung und die Flüssigkeitshandhabungeigenschaften nicht so gut für das Coform-Gewebe, das nur mit EDTA behandelt worden war. Durch die Kombination von EDTA und Tensid (AHCOVEL^® oder CETIOL^®) wurde die Geruchsinhibierung tatsächlich verbessert.
Beispiele 45 – 64 (Geruchsabsorption)
Der Hauptzweck der Beispiele 45 bis 64 besteht darin, die TEA-Geruchsabsorption bei Verwendung verschiedener Salzformen von EDTA (nämlich von Na₂EDTA, Na₃EDTA und Na₄EDTA) miteinander zu vergleichen. Die behandelten Gewebeproben wurden hergestellt durch Eintauchen der Gewebeproben in wässrige Behandlungslösungen (wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben) und Trocknenlassen derselben oder Liegenlassen derselben im nassen (feuchten) Zustand. Für die Proben 45 bis 54 wurde ein 170 g/m² Coform-Gewebe (70 Gew.-% Zellstofffasern, 30 Gew.-% Meltblown- Polypropylen-Fasern) verwendet. Für die Beispiele 55 bis 64 wurde ein 50 g/m² Airlaid-Gewebe verwendet. Das Airlaid-Gewebe enthielt 85 Gew.-% Zellstofffasern, 11,2 Gew.-% Bikomponenten-Stapelfasern (Polyester-Kern/Polyethylen-Hülle) und 3,8 Gew.-% Latex-Klebstoff.
Zur Herstellung der Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel wurde jedes EDTA-Salz mit Wasser und AHCOVEL^® Base N-62 als Tensid gemischt. Das Tensid setzte die Oberflächenspannung der Lösung herab und war erforderlich, um die Coform-Gewebe zu benetzen und wirksam zu behandeln. Außerdem wären die Flüssigkeitshandhabungseigenschaften der Gewebe beeinträchtigt, wenn das Tensid nicht verwendet würde.
Die Gewebeproben wurden in bezug auf die Geruchsabsorption getestet unter Anwendung des vorstehend für die Beispiele 30 bis 44 beschriebenen Verfahrens. Die Tabelle 4 zeigt die Daten, die erhalten wurden bei Verwendung von Coform-Gewebeproben. Die Tabelle 5 zeigt die Daten, die erhalten wurden bei Verwendung von Airlaid-Gewebeproben.
Die Daten in den Tabellen 4 und erläutern, dass sowohl für die Coform- als auch für die Airlaid-Gewebe im trockenen Zustand die TEA-Absorption am besten war für Gewebe, die mit den Tensid-modifizierten Geruchskontrollmitteln behandelt worden waren, bei denen die niedere Salzform von EDTA mit AHCOVEL^® Base N-62 kombiniert wurde. Die TEA-Absorption wurde immer niedriger für die höheren Salzformen von EDTA, wie z.B. die Kombination von Na₃EDTA mit AHCOVEL^®, wobei die Ergebnisse ähnlich waren wie für AHCOVEL^® allein.
Für die Coform-Gewebe und die Airlaid-Gewebe im nassen Zustand blieb die TEA-Absorption hoch und war ziemlich einheitlich sowohl für die niedrigeren als auch für die höheren Salzformen von EDTA in Kombination mit AHCOVEL^®. Offensichtlich führte die Anwesenheit von Wasser entweder zu einer Maskierung oder zu einem Ausgleich irgendwelcher negativer Absorptionseffekte, die durch die höheren Salzformen von EDTA hervorgerufen werden.
Beispiele 65 bis 84 (Geruchsabsorption)
Der Hauptzweck der Beispiele 65 bis 84 bestand darin, die TEA-Geruchsabsorption für andere Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel, wie z.B. Na_xLED3A, Na_xC₈ED3A und eine Kombination von Natriumgluconat mit AHCOVEL^® Base N-62, mit derjenigen zu vergleichen, die bei der Verwendung von AHCOVEL^® Base N-62 allein erhalten wurde. Wiederum wurden die Gewebe mit wässrigen Lösungen der Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel unter Anwendung ähnlicher Verfahren, wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben, behandelt. Die behandelten Gewebeproben wurden auf die Geruchsabsorption getestet unter Anwendung der in den Beispiel 30 bis 44 beschriebenen Verfahren. Die Tabelle 6 zeigt die Daten, die erhalten wurden bei Verwendung des 170 g/m²-Coform-Gewebes der Beispiele 45 bis 54. Die Tabelle 7 zeigt die Daten, die erhalten wurden bei Verwendung eines 50 g/m² Airlaid-Gewebes in den Beispielen 55 bis 64.
Die Chelatbildner-Behandlungen (Na_xLED3A und Na_xC₈ED3A) führten zu einer verbesserten TEA-Absorption für die Airlaid-Gewebe-Proben, nicht so stark jedoch bei den Coform-Gewebe-Proben. Die Kombination von Natriumgluconat mit AHCOVEL^® Base N-62 führte jedoch nicht zu einer Verbesserung der Geruchsabsorption.
Beispiele 85 bis 88 (Geruchsabsorption)
Hauptzweck der Beispiele 85 bis 88 war es, einige der besten Gewebeproben auszuwählen auf der Basis der oben genannten TEA-Absorptionsergebnisse und sie zu testen in bezug auf die Absorption von Trimethylamin (TMA). Für diese Tests wurden Gewebe ausgewählt, die ähnlich denjenigen waren, wie sie in den Beispiele 36 und 38 bewertet wurden, in denen hohe Gehalte an Na₂EDTA mit AHCOVEL^® Base N-62 oder CETIOL^® 1414E kombiniert wurden. Die Tabelle 8 zeigt die Absorptionsergebnisse für TMA bei Verwendung von 170 g/m²-Coform-Gewebeproben (70 Gew.-% Zellstofffasern, 30 Gew.-% Meltblown-Polypropylen-Fasern).
Wie in der Tabelle 8 angegeben, waren die Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel sehr wirksam in bezug auf die Absorption von TMA sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand. Die erfindungsgemäßen Proben der Beispiele 87 und 88 zeigten eine beträchtlich größere TMA-Absorption als die unbehandelten Gewebe (Vergleichsbeispiels 85) und die Gewebe, die nur mit der AHCOVEL^® Base N-62 behandelt worden waren (Vergleichsbeispiel 86).
Obgleich die hier beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung derzeit bevorzugt sind, können verschiedene Modifikationen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne dass vom Geist und Bereich der Erfindung abgewichen wird. Der Schutzbereich der Erfindung ergibt sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen. Alle Änderungen, die innerhalb des Bereiches von Äquivalenten liegen, werden durch die vorliegende Erfindung ebenfalls umfasst.

Claims

Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial, das umfasst eine thermoplastische Substratschicht, die mit einem Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittel, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus (a) einer Mischung aus einem Tensid und einem Geruchskontroll-Chelatbildner, (b) einem Reaktionsprodukt einer ein Tensid bildenden Verbindung mit einem Geruchskontroll-Chelatbildner und (c) Kombinationen der vorgenannten Verbindungen, behandelt worden ist, wobei der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Aminopolycarbonsäuren, Alkalimetallsalzen von Aminopolycarbonsäuren, Polyaminodibernsteinsäuren, Alkalimetallsalzen von Polyaminodibernsteinsäuren und Kombinationen davon; und das Tensid oder die ein Tensid bildende Verbindung umfasst eine Gruppe oder eine Verbindung, ausgewählt aus einer Alkylgruppe, einer Acylgruppe, einem aliphatischen Kohlenwasserstoffrest, einer Perfluorgruppe, einer Siloxangruppe, einem ethoxylierten Esterderivat der Myristinsäure, einer Mischung von ethoxyliertem hydriertem Rizinusöl und Sorbitanmonooleat, und Kombinationen davon.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Aminopolycarbonsäuren, Alkalimetallsalzen von Aminopolycarbonsäuren und Kombinationen davon.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Ethylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, Diethylentriamin-N,N''-dibernsteinsäure, Triethylentetramin-N,N'''-dibernsteinsäure, 1,6-Hexamethylendiamin-N,N-dibernsteinsäure, Tetraethylenpentaamin-N,N''''-dibernsteinsäure, 2-Hydroxypropylen-1,3-diamin-N,N'-dibernsteinsäure, 1,2-Propylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, 1,3-Propylendiamin-N,N'-dibernsteinsäure, Ciscyclohexandiamin-N,N'-dibernsteinsäure, trans-Cyclohexandiamin-N,N'-dibernsteinsäure, Ethylen-bis(oxyethylennitrilo)-N,N'-dibernsteinsäure und Kombinationen davon.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem der Geruchskontroll-Chelatbildner umfasst eine Verbindung, ausgewählt aus Ethylendiamintetraessigsäure, Natriumsalzen der Ethylendiamintetraessigsäure und Kombinationen davon und, in dem das Tensid ein ethoxyliertes Ester-Derivat der Myristinsäure umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz der Lauroylethylendiamintriessigsäure umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz der Capryloylethylendiamintriessigsäure umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem das Substrat eine thermoplastische Vliesstoff-Filamentbahn umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 7, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung aus oder ein Reaktionsprodukt von einer Polyaminocarbonsäure oder einem Alkalimetallsalz derselben und einer Alkyl-Verbindung umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 7, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung aus oder ein Reaktionsprodukt von einer Polyaminocarbonsäure oder einem Alkalimetallsalz derselben und einer Acyl-Verbindung umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 7, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz von Lauroylethylendiamintriacetat umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 7, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel ein Natriumsalz der Capryloylethylendiamintriessigsäure umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 7, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung umfasst, die enthält ein Salz der Ethylendiamintetraessigsäure, ethoxyliertes hydriertes Rizinusöl und Sorbitanmonooleat.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 7, in dem das Tensid-modifizierte Geruchskontrollmittel eine Mischung umfasst, die ein Salz der Ethylendiamintetraessigsäure und ein ethoxyliertes Ester-Derivat der Myristinsäure enthält.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, das etwa 0,5 bis etwa 8 Gew.-% des Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittels umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, das etwa 2 bis etwa 7 Gew.-% des Tensid-modifizierten Geruchskontrollmittels umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem das Substrat einen thermoplastischen Film umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem das Substrat eine thermoplastische Schaumschicht umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem das Substrat eine Mischung von Vliesstoff-Filamenten und Zellstofffasern umfasst.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem die thermoplastische Substratschicht umfasst ein Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Polyamiden, Polyolefinen, Polyestern, Copolymeren von Ethylen und Propylen, Copolymeren von Ethylen oder Propylen und einem C₄-C₂₀-α-Olefin, Terpolymeren von Ethylen mit Propylen und einem C₄-C₂₀-α-Olefin, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Propylen-Vinylacetat-Copolymeren, Styrol-Poly(ethylen-α-olefin)-Elastomeren, Polyurethanen, A-B-Blockcopolymeren, in denen A aus Poly(vinylaren)-Resten, wie z.B. Polystyrol, aufgebaut ist und B einen elastomeren Mittelblock, wie z.B. aus einem konjugierten Dien oder niederen Alken, darstellt, Polyethern, Polyetherestern, Polyacrylaten, Ethylen/Alkylacrylaten, Polyisobutylen, Polybutadien, Isobutylen-Isopren-Copolymeren und Kombinationen der oben genannten Verbindungen.
Behandeltes thermoplastisches Lagenmaterial nach Anspruch 1, in dem die thermoplastische Substratschicht ein Polyolefin umfasst.
Absorptionsfähiges Produkt, das umfasst – ein absorptionsfähiges Medium, das wässrige Flüssigkeiten absorbieren kann, und – ein thermoplastisches Lagenmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 20.