ЧАСТИЦА С ДЕЗОДОРИРУЮЩИМ ДЕЙСТВИЕМ Российский патент 2011 года по МПК C08F212/36 C08F226/06 A61L9/01 

Область техники

Изобретение относится к частицам с дезодорирующим действием, обладающим высокой дезодорирующей способностью, включая свойства устранения и предотвращения возникновения запаха, и способу их получения. Настоящее изобретение также относится к дезодорирующему волокнистому продукту, который представляет собой волокнистый продукт с дезодорирующей способностью. Кроме того, изобретение относится к поглощающему изделию, обладающему эффектом дезодорирования.

Предыдущий уровень техники

Применение дезодорантов на основе активированного угля, окиси кремния, активированной окиси алюминия, сепиолита или алюмосиликатов, таких как природный или синтетический цеолит, обычно известно как средство для удаления неприятных запахов. Однако многие из таких твердых дезодорантов являются эффективными только для специфических запахов, таких как кислый или основный запахи, и нельзя сказать, что они обладают достаточным дезодорирующим эффектом. Причиной этого является то, что неприятный запах исходит не от одного вещества, а представляет собой сложный запах многих неприятно пахнущих соединений. Было предложено небольшое число дезодорантов, обладающих широким дезодорирующим спектром, и, если таковые вообще имеются, условия их применения ограничены.

В патентном документе 1 (см. ниже) раскрыты пористые, сшитые полимерные частицы, полученные из поливинильного ароматического соединения и моновинильного ароматического соединения, предполагая полезность в качестве адсорбента органического вещества. Однако в публикации умалчивается об адсорбции компонентов с неприятным запахом. Раскрытые частицы обладают недостаточной результативностью в качестве дезодоранта.

В патентном документе 2 раскрыты полимерные частицы, содержащие металлический компонент, которые получают нанесением тонкодисперсных металлических частиц на массу пористого полимера, таким образом придавая полимерным частицам функции, в основном обусловленные металлическим частицами, такие как антибактериальный, предотвращающий возникновение запаха эффект. Однако предложенный способ требует присутствия восстанавливающего агента для восстановления соли металла, который является дорогостоящим. Другим недостатком способа является то, что лиганд соли металла становится бесполезным после восстановления соли металла до металла. Хотя в публикации перечислены карбоксильная группа, группа сульфоновой кислоты, аминогруппа и т.д. в качестве ионообменной или ион-координируемой полярной группы, они не влияют на высокую способность гетероароматического кольца к удерживанию металла.

В патентном документе 3 раскрыта пористая ионообменная смола, полученная полимеризацией путем сшивания металлического комплекса, несущего функциональную группу, способную к полимеризации, в качестве лиганда, но не было упоминаний о ее дезодорирующей способности. Кроме того, предложенный способ является неэффективным по сравнению с добавлением соли металла к пористым полимерным частицам для нанесения на них металла, в связи с тем, что он допускает включение металлического компонента во внутреннюю область полимера, приводя к ухудшению распределения металлического компонента на поверхности полимерных частиц или пор.

Были предложены впитывающие изделия с дезодорирующим действием, такие как пеленки одноразового использования, содержащие абсорбирующий элемент, завернутый в волокнистый лист с дезодорирующим действием (дезодорирующий волокнистый продукт) для изолирования запаха выделений организма, как раскрыто, например, в патентном документе 4. Дезодорирующий волокнистый продукт, раскрытый в патентном документе 4, представляет собой волокнистый материал с нанесенным на него дезодорирующим агентом, имеющим поры с конкретным диаметром в конкретном объемном соотношении. Несмотря на то, что дезодорирующий волокнистый продукт по патентному документу 4 проявляет значительный дезодорирующий эффект, тем не менее, необходимо дальнейшее улучшение дезодорирующей способности дезодорирующего волокнистого продукта.

Патентный документ 1, JP11-147915A.

Патентный документ 2, JP9-188778A.

Патентный документ 3, JP1-245859A.

Патентный документ 4, JP2001-70339A.

Раскрытие изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагается частица с дезодорирующим действием, имеющая удельную площадь поверхности по БЭТ 10 м²/г или более, которую получают сополимеризацией мономеров, включающих виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо.

В настоящем изобретении также предлагается способ получения вышеупомянутой частицы с дезодорирующим действием, включающий стадию сополимеризации мономеров, включая виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо, путем эмульсионной полимеризации масло-в-воде или полимеризации осаждением с использованием органического растворителя, параметр растворимости которого отличается от такового для мономеров по абсолютной разнице на 0-2,0. Способ может дополнительно включать стадию приведения частиц, полученных полимеризацией, в контакт с растворителем, содержащим растворенную в нем соль металла, для нанесения иона металла на частицу.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой перспективное изображение листа, содержащего частицы, который является воплощением дезодорирующего волокнистого продукта согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой фрагментарное перспективное изображение абсорбирующего элемента, обернутого содержащим частицы листом фиг.1.

Фиг.3 представляет собой поперечный разрез впитывающего изделия, полученного в примере 16-1, сделанный в поперечном направлении.

Фиг.4 представляет собой изображение SEM (СЭМ) частиц с дезодорирующим действием, полученных в примере 3.

Фиг.5 представляет собой поперечный разрез впитывающего изделия, полученного в примере 18-1, сделанный в поперечном направлении.

Подробное описание изобретения

В настоящем изобретении предлагаются частицы с дезодорирующим действием, проявляющие отличную дезодорирующую способность не только для кислого и основного запахов, но и для запахов от нейтрального до слабокислого, обусловленных фенолами и сульфидами, особенно для сложных запахов, таких как запахи мочи и фекалий человека или животного (кошки и собаки), запах табака и т.д.

В результате интенсивных исследований авторами настоящего изобретения обнаружено, что частицы пористого полимера, полученные сополимеризацией мономерной системы, содержащей виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо, представляют собой частицы с превосходным дезодорирующим действием, обладающие широким спектром дезодорирования на основе физической адсорбции, с полным учетом преимущества их большой удельной площади поверхности. Также обнаружено, что полимерные частицы, содержащие соль металла, координированную с их ароматическим кольцом, оказывают дополнительно повышенное дезодорирующее действие на сульфиды, аммиак, амины и жирные кислоты посредством химической адсорбции.

Частицу с дезодорирующим действием, согласно настоящему изобретению, получают сополимеризацией мономеров, содержащих виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо.

Виниловый мономер, способный к сшиванию, представляет собой мономер, содержащий две или более винильных групп. Примеры способного к сшиванию винилового мономера включают дивинилбензол, тривинилбензол и ди(мет)акрилат этиленгликоля, причем предпочтительным является дивинилбензол. Чем больше доля способного к сшиванию винилового мономера в мономерной системе, тем больше удельная площадь поверхности по БЭТ полученных полимерных частиц. Соответственно, доля способного к сшиванию винилового мономера в мономерной системе (общее количество мономера) составляет предпочтительно 5% мас. или более, более предпочтительно 20% мас. или более, еще более предпочтительно 50% мас. или более. Верхний предел доли предпочтительно составляет 98%, более предпочтительно 90% мас.

Для винилового мономера, несущего гетероароматическое кольцо, не существует особенных ограничений, при условии, что он имеет винильную группу и гетероароматическое кольцо. Используемый в описании термин «гетероароматическое кольцо» относится к кольцу органического циклического соединения, содержащего гетероатом в качестве атома в гетероцикле, такой как кислород, сера или азот, в дополнение к атому углерода. Примеры гетероароматического кольца включают кольца, содержащие один атом азота, такие как пиридиновое, пиррольное и хинолиновое кольцо; кольца, содержащие два атома азота, такие как имидазольное, пиримидиновое, пиразиновое и пиразольное кольцо; кольца, содержащие атом серы, такие как тиофеновое и тиазольное кольцо; и кольца, содержащие атом кислорода, такие как фурановое кольцо. Предполагается, что неподеленная электронная пара гетероатома увеличивает адсорбцию веществ с неприятным запахом и также участвует в химическом связывании ионов металла, описанных ниже. Предпочтительным из перечисленных гетероароматических колец являются пиридиновое, имидазольное и пиримидиновое кольца. Примерами виниловых мономеров, несущих гетероароматическое кольцо, являются 2-винилпиридин, 4-винилпиридин, 1-винилимидазол и 2-винилпиримидин, причем 2-винилпиридин и 4-винилпиридин являются предпочтительными.

Предпочтительно, чтобы мономерная система содержала достаточную долю винилового мономера, несущего гетероароматическое кольцо, так, чтобы дезодорирующий полимер мог в достаточной степени адсорбировать компоненты с неприятным запахом и удерживать достаточное количество соли металла. Конкретно, доля винилового мономера, несущего гетероароматическое кольцо, в мономерной системе предпочтительно составляет 1% или более, более предпочтительно 2% или более, еще более предпочтительно 4% или более, по массе. Если желательна уверенность в адсорбционной способности за счет увеличения удельной площади поверхности по БЭТ частиц с дезодорирующим действием, доля винилового мономера, несущего гетероароматическое кольцо, в мономерной системе предпочтительно составляет 50% или менее, более предпочтительно 30% или менее, по массе.

Согласно настоящему изобретению, мономерная система, из которой получают полимер с дезодорирующим действием, может дополнительно содержать другие мономеры, которые могут сополимеризоваться с виниловым мономером, способным к сшиванию, и виниловым мономером, несущим гетероароматическое кольцо, такие как виниловые ароматические мономеры, сложные эфиры ненасыщенных кислот и ненасыщенные кислоты. Примеры применимых виниловых ароматических мономеров включают стирол, α-метилстирол, винилтолуол, этилвинилбензол и винилбензилхлорид. Примеры применимых сложных эфиров ненасыщенных кислот включают метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат, бензил(мет)акрилат и глицидил(мет)акрилат. Примеры применимых ненасыщенных кислот включают (мет)акриловую кислоту. Акрилонитрил и метакрилонитрил также применимы. Из них предпочтительными являются виниловые ароматические мономеры, причем стирол является особенно предпочтительным.

Термины «(мет)акриловая кислота» и «(мет)акрилат», используемые в описании, означают акриловую кислоту или метакриловую кислоту, акрилат или метакрилат соответственно.

Удельная площадь поверхности по БЭТ частиц с дезодорирующим действием, согласно настоящему изобретению, может быть легко скорректирована путем соответствующего выбора доли винилового мономера, способного к сшиванию, и типа органического растворителя, используемого при полимеризации. Принимая во внимание то, что частицы с дезодорирующим действием с большей удельной площадью поверхности по БЭТ обладают более высоким физическим дезодорирующим эффектом, частицы должны иметь удельную площадь поверхности по БЭТ 10 м²/г или более, предпочтительно 50 м²/г или более, еще более предпочтительно 200 м²/г или более, наиболее предпочтительно 300 м²/г или более. Верхний предел удельной площади поверхности по БЭТ, хотя не является критическим, составляет предпочтительно 800 м²/г. Удельная площадь поверхности по БЭТ, как указано в описании, представляет собой величину, определяемую одноточечным методом БЭТ, описанным в примере, приведенном далее.

Размер частицы с дезодорирующим действием конкретно не ограничен и может быть выбран в соответствии с типом дезодорирующего продукта, для которого применяют частицы. Например, гранулированные частицы приблизительно от 0,1 до 5 мм в диаметре подходящим образом размещаются в воздухопроницаемом контейнере или подобном для обеспечения дезодорирующего продукта высокой дезодорирующей способностью. Порошок с размером частиц приблизительно от 0,1 до 100 мкм также является применимым. Порошок с размером частиц от 0,1 до 10 мкм является предпочтительным, поскольку его легко объединить с другими веществами, например, при смешении со смолой или диспергированными в жидкости.

Частицы с дезодорирующим действием, используемые в изобретении, предпочтительно получают эмульсионной полимеризацией масло-в-воде или полимеризацией осаждением.

В случае эмульсионной полимеризации масло-в-воде, мономерную систему, включающую виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо, смешивают с органическим растворителем, поверхностно-активным агентом, водой и, при необходимости, инициатором полимеризации с получением эмульсии масло-в-воде, которую нагревают для стимулирования полимеризации. Полученный таким образом полимер отделяют от фазы органического растворителя. Реакционную систему фильтруют, осадок на фильтре освобождают от воды и поверхностно-активного агента и сушат для удаления органического растворителя с получением пористых частиц с дезодорирующим действием.

В случае полимеризации осаждением мономерную систему, включающую виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо, смешивают с органическим растворителем и, при необходимости, инициатором полимеризации с получением раствора, который нагревают для стимулирования полимеризации с осаждением полимерных частиц. Реакционную систему сушат для удаления органического растворителя с получением пористых частиц с дезодорирующим действием.

Органические растворители, которые могут быть использованы при эмульсионной полимеризации масло-в-воде, включают ароматические соединения, алифатические углеводороды и спирты. Примерами подходящих органических растворителей являются бензол, толуол, ксилол, этилбензол, о-дихлорбензол, гексан, гептан, октан, изооктан, декан, циклогексан, н-бутанол, трет-бутанол и 1-гексанол. Гептан, октан и толуол являются предпочтительными. Данные растворители могут быть использованы отдельно или в виде их смеси. Для достижения достаточной удельной площади поверхности полученных частиц органический растворитель используют в количестве предпочтительно 5% мас. или более, более предпочтительно 25% мас. или более, в расчете на общую массу мономеров. Для достижения достаточной скорости полимеризации верхний предел количества растворителя предпочтительно составляет 300% мас., более предпочтительно 150% мас., в расчете на общую массу мономеров.

Органические растворители могут быть использованы при полимеризации осаждением, включая указанные выше растворители для использования при эмульсионной полимеризации масло-в-воде. В дополнение к этому, могут быть использованы отдельно или в сочетании с другим органическим растворителем хорошо растворимые в воде спирты, такие как метанол, этанол, 1-пропанол, изопропиловый спирт и метилизобутилкарбинол, таким образом, что абсолютная разница в параметре растворимости между растворителем (включая смешанную систему растворителей) и мономерной системой может изменяться в интервале от 0 до 2,0. Количество используемого органического растворителя предпочтительно составляет не менее 100% мас., более предпочтительно не менее 200% мас., в расчете на общую массу мономеров, так что не образуются частицы с пониженной удельной площадью поверхности и обеспечивается однородное перемешивание раствора, предотвращающее гелеобразование в растворе. Для достижения достаточной скорости полимеризации верхний предел количества растворителя предпочтительно составляет 1000% мас., более предпочтительно 500% мас., в расчете на общую массу мономеров.

Чтобы получить дезодорирующие частицы с достаточной удельной площадью поверхности по БЭТ эмульсионной полимеризацией масло-в-воде или полимеризацией осаждением, желательно, чтобы разница в параметре растворимости между мономерной системой и органическим растворителем была достаточно небольшой. Термин «параметр растворимости», используемый в описании, представляет собой величину, рассчитанную по методу Fedors (R. F. Fedors, Polymer Engineering and Science, Vol. 14, p. 147 (1974)) и выраженную в единицах (кал/см³)^1/2. Параметр растворимости является одним из показателей, представляющих аффинность между мономерной системой и органическим растворителем. Меньшая разница параметров растворимости указывает на более высокую аффинность.

Более конкретно, параметр растворимости δ мономера определяют исходя из энергии испарения ΔE и молярного объема V атомной группы, образующей молекулу, и рассчитывая по уравнению

В случае, если смесь мономеров состоит из двух или более мономеров, параметр растворимости δ_mix смеси получают из параметра растворимости δi каждого мономера и объемного содержания ϕ каждого мономера согласно уравнению

Слишком большая разница в параметре растворимости между мономерной системой и органическим растворителем приводит к значительному понижению удельной площади поверхности по БЭТ полученных полимерных частиц. Поэтому для получения полимерных частиц с дезодорирующей способностью с большой удельной площадью поверхности по БЭТ предпочтительно, чтобы абсолютная разница в параметре растворимости между мономерной системой и органическим растворителем находилась в интервале от 0 до 2,0. Более предпочтительно абсолютная разница параметра растворимости составляет 1,6 или менее. В случае, если частицы получают эмульсионной полимеризацией масло-в-воде, не существует конкретного нижнего предела для разницы параметра растворимости. В случае полимеризации осаждением абсолютная разница параметра растворимости предпочтительно составляет 0,5 или более, более предпочтительно 1,0 или более.

При эмульсионной полимеризации масло-в-воде возможно использование любого поверхностно-активного агента, если он обеспечивает образование стабильной эмульсии масло-в-воде в смеси воды и мономерной системы, включающей виниловый мономер, способный к сшиванию, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо. Подходящие поверхностно-активные агенты включают анионные, такие как додецилсульфаты, додецилбензолсульфонаты, N-стеарилтаураты и сульфаты нонилфенилового эфира полиоксиэтилена; и неионные, такие как нонилфениловый эфир полиоксиэтилена, додецилфениловый эфир полиоксиэтилена, моностеарат сорбитана, моностеарат полиоксиэтиленсорбитана и поливиниловый спирт.

N-Стеарилтаурат натрия или поливиниловый спирт являются предпочтительными. Количество поверхностно-активного агента конкретно не ограничено при условии, что эмульсия масло-в-воде стабильна. Количество составляет предпочтительно от 0,01% до 3% мас., более предпочтительно от 0,1% до 1% мас., в расчете на количество воды.

Инициатор полимеризации разлагается термически с образованием свободных радикалов и инициацией аддитивной полимеризации мономеров. Примеры обычно используемых инициаторов включают растворимые в масле пероксодисульфаты, пероксиды и азобис-соединения.

Частицы с дезодорирующим действием, которые могут быть использованы согласно изобретению, предпочтительно содержат ион металла. Ион металла может быть нанесен на поверхность пор частиц с дезодорирующим действием посредством координационного связывания с гетероароматическими кольцами, находящимися на поверхности полимера. Газы с неприятным запахом, такие как аммиак, сульфиды и жирные кислоты, адсорбируются посредством координационного связывания с ионами металла, нанесенными на частицы с дезодорирующим действием. Иначе говоря, частицы с дезодорирующим действием, несущие ионы металла, нанесенные на них, демонстрируют заметно повышенную дезодорирующую способность благодаря физическому дезодорирующему действию, приписываемому большой удельной площади поверхности по БЭТ, и химическому дезодорирующему действию, приписываемому нанесенным ионам металла.

Примеры ионов металла включают ион серебра, цинка, алюминия, кобальта, циркония, церия, железа, меди, никеля и платины, причем ионы серебра и цинка являются предпочтительными.

Частицы с дезодорирующим действием, содержащие нанесенный на них ион металла, получают приведением в контакт суспензии, после реакции полимеризации или частиц после сушки и удаления растворителя, с растворителем, содержащим растворенную в нем соль металла. При необходимости контакт осуществляют при нагревании от 30°C до 80°C. Количество иона металла для нанесения предпочтительно составляет 0,01% или более, более предпочтительно 0,1% или более по массе, в расчете на полимерные частицы. Верхний предел количества составляет предпочтительно 10%, более предпочтительно 5% мас., что не является критическим.

Для нанесения желаемых ионов металла на частицы с дезодорирующим действием можно использовать любую соль металла, если она растворима в воде или в органическом растворителе. Примерами подходящих солей металла являются нитрат серебра, нитрат алюминия, нитрат кобальта, нитрат циркония, нитрат церия, нитрат железа (II), нитрат железа (III), нитрат меди, нитрат никеля, ацетат серебра, хлорид церия, хлорид железа (II), хлорид железа (III), хлорид цинка, хлорид меди, перхлорат серебра, перхлорат алюминия, перхлорат платины, перхлорат цинка, перхлорат циркония, сульфат серебра, сульфат алюминия, сульфат меди и сульфат цинка. Данные соли металла могут быть использованы либо отдельно, либо в сочетании двух или более из них. Нитрат серебра, ацетат серебра и хлорид цинка являются особенно предпочтительными.

Для растворения соли металла может быть использован любой растворитель, если он растворяет соль металла и в нем возможно однородное диспергирование частиц с дезодорирующим действием. Примерами подходящих растворителей являются вода, диэтиловый эфир, ацетон и спирты (например, метанол, этанол, 1-пропанол, 2-пропанол и глицерин). Они могут быть использованы либо отдельно, либо в виде смеси.

Частицы с дезодорирующим действием, согласно изобретению, могут быть полезны в широком спектре областей применения в качестве дезодоранта в дезодорирующих продуктах для применения в быту, которые разрабатывают для удаления различных неприятных запахов, возникающих в повседневной жизни, и дезодорирующих продуктах для коммерческого или промышленного применения. Продукты, разработанные для удаления различных неприятных запахов, возникающих в повседневной жизни, включают пеленки одноразового использования, продукты, используемые при недержании, продукты женской гигиены, включая гигиенические салфетки и прокладки на каждый день, освежители воздуха, такие как спреи (включая спрей аэрозольного, триггерного и насосного типа), дезодорирующие продукты, помещаемые при необходимости в определенное местоположение (включая гели, растворы и листы), чистящие салфетки (влажные или сухие), дезодоранты для тела (включая аэрозоли, карандаши, шариковые дезодоранты и пульверизаторы), дезодорант в виде спрея для домашних животных (включая спрей аэрозольного и триггерного типа), продукты для обработки экскрементов домашних животных в виде листа или гранул, моющие средства для стирки, мягчители ткани, кондиционеры для ткани и лаки для волос.

Дезодорирующие продукты для коммерческого и промышленного применения включают освежители воздуха в аэрозольной упаковке для улучшения рабочих условий внутри или вблизи предприятия, дезодорирующих устройств, фильтров воздушных кондиционеров, волокон, бумаги для обоев, ковров, одежды, такой как юбки и носки, и водоочистителей.

Согласно настоящему изобретению также предлагается дезодорирующий волокнистый продукт, содержащий частицы с дезодорирующим действием. Дезодорирующий волокнистый продукт, согласно изобретению, представляет собой волокнистый материал, содержащий прикрепленные к нему частицы с дезодорирующим действием. Подходящие волокнистые материалы включают целлюлозные волокна, такие как техническая целлюлоза и вискоза. Целлюлозное волокно может быть использовано в сочетании с небольшой долей термопластического волокна, изготовленного из термопластических смол.

Дезодорирующий волокнистый продукт, согласно настоящему изобретению, может иметь различные формы в зависимости от способа изготовления, включая листы, куски листов, гранулы и объемные формованные изделия. Дезодорирующие волокнистые продукты таких форм могут быть получены, например, по технологии изготовления бумаги мокрым способом. Дезодорирующий волокнистый продукт в форме листа может представлять собой однослойный лист, содержащий частицы с дезодорирующим действием, или многослойный лист, состоящий из множества листов. В первом случае лист предпочтительно получают по технологии изготовления бумаги мокрым способом с использованием суспензии, содержащей волокнистый материал и частицы с дезодорирующим действием. Однослойный лист может представлять собой нетканый материал, изготовленный, например, из термопластического волокна с нанесенными на него частицами с дезодорирующим действием.

Примером дезодорирующего волокнистого продукта в форме многослойного листа может служить лист, показанный на фиг.1. Дезодорирующий волокнистый продукт на фиг.1 представляет собой многослойный лист, состоящий из двух прямоугольных целлюлозных листов определенного размера (первый целлюлозный лист 2 и второй целлюлозный лист 3) и прямоугольного внутреннего листа 4, расположенного между целлюлозными листами 2 и 3. Внутренний лист 4 такой же, как описанный выше однослойный целлюлозный лист. Внутренний лист 4 имеет меньшую ширину, чем целлюлозные листы 2 и 3, и удерживается между боковыми средними частями целлюлозных листов 2 и 3. Внутренний лист 4 и целлюлозные листы 2 и 3 объединяют последовательной подачей соответствующих заготовок в бумагоделательную машину.

Внутренний лист 4 отсутствует с краев 1а и 1b дезодорирующего волокнистого продукта 1. А именно, края 1а и 1b, каждый, имеют двухслойную структуру, состоящую из целлюлозных листов 2 и 3. При помощи краев дезодорирующего волокнистого продукта 1, изолированных соединением целлюлозных листов 2 и 3 вдоль их боковых краев, предотвращается выпадение частиц с дезодорирующим действием из боковых краев продукта 1. Ширина боковых краев 1а и 1b составляет предпочтительно от 0,1 до 20 см, более предпочтительно от 1 до 6 см, для предотвращения выпадения частиц с дезодорирующим действием и для выполнения полной функции частиц с дезодорирующим действием.

Как установлено ранее, волокнистый материал в форме листа, содержащий прикрепленные к нему частицы с дезодорирующим действием, т.е. вышеописанный однослойный лист или внутренний лист 4, получают по технологии изготовления бумаги мокрым способом с использованием суспензии, содержащей волокнистый материал и частицы с дезодорирующим действием. Возможно добавление к суспензии флокулянта для увеличения количества частиц с дезодорирующим действием, прикрепляемых к волокнистому материалу. Полиакриаламид является примером предпочтительных флокулянтов. Суспензия предпочтительно содержит от 0,1 до 50 весовых частей частиц с дезодорирующим действием, более предпочтительно от 0,5 до 30 весовых частей, на 100 весовых частей волокнистого материала. Суспензия предпочтительно содержит волокнистый материал в концентрации от 0,5% до 5,0% мас., более предпочтительно от 1,0% до 3,0% мас.

Лист, полученный по технологии изготовления бумаги мокрым способом (т.е. вышеописанный однослойный лист или внутренний лист 4), предпочтительно содержит 0,1% мас. или более, более предпочтительно 0,5% мас. или более, еще предпочтительнее 2% мас. или более, частиц с дезодорирующим действием. Верхняя величина содержания частиц с дезодорирующим действием не ограничена. С экономической точки зрения лист предпочтительно содержит 30% мас. или менее частиц с дезодорирующим действием. Плотность листа, варьируя в зависимости от предполагаемого применения, предпочтительно составляет от 10 до 100 г/м², более предпочтительно от 10 до 50 г/м².

Дезодорирующий волокнистый продукт в форме листа может быть разрезан или разломан на небольшие куски для применения дезодорирующего волокнистого продукта в другой форме.

Как описано ранее, дезодорирующий волокнистый продукт, согласно настоящему изобретению, может находиться в различных формах, отличных от формы листа, таких как гранулы или объемные формованные изделия. Гранулированный дезодорирующий волокнистый продукт может быть получен экструзией высококонцентрированной суспензии волокнистого материала, содержащего частицы с дезодорирующим действием, с получением на выходе из экструдера тяжей, которые измельчают с получением гранул. Примеры объемных формованных изделий в качестве дезодорирующего волокнистого продукта включают контейнеры, такие как бутыли, чашки и тарелки. Подобные объемные формованные изделия удобно получать методом предварительного вакуумирования пульпы. По ссылке, например, на WO99/42661, можно более подробно рассмотреть метод предварительного вакуумирования пульпы.

Дезодорирующие волокнистые продукты, согласно настоящему изобретению, обладают дезодорирующим (удаление запахов мочи, экскрементов, вагинальных выделений и менструальной крови, и других запахов разложения) и антибактериальным действием. Области применения дезодорирующих волокнистых продуктов в форме листа или в форме разломанных кусков листа включают обои, простыни, прокладки для клозета, прокладки для выдвижного ящика, прокладки для обувного ящика, маты, стельки, маски, фильтры и подстилки для упаковки пищевых продуктов. Дезодорирующие волокнистые продукты в форме листа могут быть использованы для изготовления одноразового нижнего белья или одежды. Они также могут быть использованы в виде салфетки для протирания туалета, полученной из нетканого материала, содержащего очищающий агент и частицы с дезодорирующим действием, или в виде фильтра с дезодорирующим действием. Дезодорирующие волокнистые продукты в гранулярной форме, такие как шарики или гранулы, могут быть использованы в виде, например, дезодораторов для домашних животных, таких как гигиенический наполнитель для кошачьих туалетов. Дезодорирующие волокнистые продукты в форме объемного изделия могут быть использованы в виде, например, антимикробных дезодорирующих коробок.

Способ получения дезодорирующего волокнистого продукта не ограничивается указанной выше технологией изготовления бумаги мокрым способом. Например, жидкость, содержащую частицы с дезодорирующим действием, распыляют над волокнистым продуктом, подвергнутым сухой обработке, и сушат или частицы с дезодорирующим действием смешивают с волокнистым материалом или они удерживаются им, в то время как волокнистый материал подвергают сухой обработке с получением волокнистого продукта, получая, таким образом, дезодорирующий волокнистый продукт согласно изобретению. Дезодорирующий волокнистый продукт, согласно изобретению, может также быть получен экструзией под давлением смеси частиц с дезодорирующим действием и волокон, включая термопластическое волокно.

Согласно настоящему изобретению также предлагается впитывающее изделие, содержащее частицы с дезодорирующим действием. Преимуществом является то, что частицы с дезодорирующим действием содержат вышеупомянутый ион металла. Используемый в описании термин «впитывающее изделие» относится к устройству, которое абсорбирует и удерживает выделения организма, по большей части мочу и менструальную кровь, включая, но не ограничиваясь ими, пеленки одноразового использования, прокладки, используемые при недержании, и гигиенические салфетки.

Впитывающее изделие, согласно настоящему изобретению, обычно включает верхний лист, нижний лист и удерживающий жидкость абсорбирующий элемент, расположенный между верхним листом и нижним листом. Верхний лист и нижний лист могут быть изготовлены из любых материалов, обычно применяемых в данной области. Например, листы, проницаемые для жидкости, включающие различные типы гидрофилизируемых нетканых материалов и перфорированных полимерных пленок, могут быть использованы в качестве верхнего листа. Непроницаемые для жидкости или отталкивающие листы, такие как термопластичные полимерные пленки и их ламинаты с нетканым материалом, могут быть использованы в качестве нижнего листа. Нижний лист может быть проницаемым для жидкости. Впитывающее изделие, при желании, может иметь другие различные элементы, если это приемлемо для предполагаемого использования. Такие элементы хорошо известны специалистам в данной области. Например, пеленки одноразового использования и гигиенические салфетки могут иметь пару стоячих кромок напротив друг друга на их боковых сторонах.

Конфигурация впитывающего изделия, содержащего частицы с дезодорирующим действием, конкретно не ограничена. Принимая во внимание, что впитывающее изделие, имеющее описанную выше типичную структуру, состоящую из верхнего листа, нижнего листа и адсорбирующего элемента, расположенного между ними, предпочтительными, однако, являются (а) конфигурация, в которой частицы с дезодорирующим действием нанесены непосредственно на волокна, составляющие абсорбирующий элемент, и (b) конфигурация, в которой лист, содержащий частицы, образован частицами с дезодорирующим действием, прикрепленными к волокнистому материалу, и расположен между верхним слоем и абсорбирующим элементом, или внутри абсорбирующего элемента, или между абсорбирующим элементом и нижним листом.

Конфигурацию (а) получают, например, распространением частиц с дезодорирующим действием над агрегатами волокон, составляющих абсорбирующий элемент, такой как сплетение штапельных волокон или сплошное волокно, и оборачиванием агрегатов волокон с частицами бумагой. Кроме того, на составляющие волокна может быть нанесен суперабсорбент-полимер. В данном случае преимуществом является то, что частицы с дезодорирующим действием и суперабсорбент-полимер предварительно смешивают и смешанные частицы наносят на агрегаты волокон. Частицы с дезодорирующим действием могут быть предварительно прикреплены к суперабсорбент-полимеру с получением составных частиц, которые наносят на агрегаты волокон. Количество частиц с дезодорирующим действием, включаемых во впитывающее изделие, конкретно не ограничивается. Рассматривая, например, впитывающее изделие, предназначенное для абсорбирования 100 мл мочи, рекомендуемое количество составляет 40 мг или более на прокладку.

Волокнистый материал листа, содержащего частицы, используемый в конфигурации (b), предпочтительно таков, что из него возможно изготовить волокнистый лист по технологии изготовления бумаги мокрым способом. Примеры подобных волокнистых материалов включают целлюлозные волокна, такие как техническая целлюлоза и вискоза. Возможно использование в сочетании небольшой доли термопластических волокон, изготовленных из термопластических смол.

Лист, содержащий частицы, используемый в конфигурации (b), может представлять собой однослойный лист, содержащий частицы с дезодорирующим действием, или многослойный лист, состоящий из множества листов, содержащих частицы с дезодорирующим действием. В первом случае лист получают, например, по технологии изготовления бумаги мокрым способом с использованием суспензии, содержащей волокнистый материал и частицы с дезодорирующим действием.

Примером содержащего частицы листа многослойной формы служит вышеупомянутый дезодорирующий волокнистый продукт, показанный на фиг.1.

Лист, содержащий частицы, может быть расположен, например, между проницаемым для жидкости верхним слоем и удерживающим жидкость абсорбирующим элементом, внутри абсорбирующего элемента или между абсорбирующим элементом и непроницаемым для жидкости или отталкивающим нижним слоем. На фиг.2 показан абсорбирующий элемент, обернутый дезодорирующим волокнистым продуктом 1, имеющий многослойную структуру, показанную на фиг.1. Лист, содержащий частицы, может представлять собой однослойный лист. Абсорбирующий элемент 10 состоит из целлюлозного волокна и полимерных частиц суперабсорбента. Лист 1, содержащий частицы, обернут вокруг абсорбирующего элемента 10 и замыкается на противоположной стороне перекрывающихся краев 1а и 1b. Абсорбирующий элемент 10 обернут таким образом, что находится между верхним слоем (не показано) и нижним слоем (не показано). Таким образом, в осуществлении изобретения, показанном на фиг.2, дезодорирующий волокнистый продукт расположен между верхним слоем и абсорбирующим элементом 10 и также между абсорбирующим элементом 10 и нижним слоем.

Дезодорирующий волокнистый продукт 1 может быть размещен внутри абсорбирующего элемента или представлять собой его часть. Конкретно, если абсорбирующий элемент 10 состоит из агрегата волокон 13 и обертывающей бумаги 14, дезодорирующий волокнистый продукт может оборачивать агрегат волокон 13 и быть обернутым обертывающей бумагой 14, как показано на фиг.5. Абсорбирующий элемент 10 находится между верхним слоем 11 и нижним слоем 12.

Примеры

В примерах, приведенных ниже, все доли и проценты являются массовыми, если не указано иное. Параметры растворимости приведены в единицах (кал/см³)^1/2.

Пример 1

В сосуде для полимеризации растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол/2-винилпиридин = 35/60/5) и 3 г пероксида лауроила в смешанном органическом растворителе из 200 г гептана и 100 г толуола. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,28 и 7,88, соответственно, с разницей 1,44. Мономерную смесь нагревали при 70°C в течение 8 часов и затем при 80°C в течение 8 часов для проведения полимеризации, а затем сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 88%.

Пример 2

В сосуде для полимеризации растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол/2-винилпиридин = 25/70/5) и 3 г пероксида лауроила в смешанном органическом растворителе из 200 г гептана и 100 г толуола. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,29 и 7,88 соответственно, с разницей 1,41. Мономерную смесь нагревали при 70°C в течение 8 часов и затем при 80°C в течение 8 часов для проведения полимеризации, а затем сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 90%.

Пример 3

В смешанном органическом растворителе из 112,5 г октана и 37,5 г толуола растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол/2-винилпиридин = 12,5/75/12,5) и 3 г пероксида лауроила. Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 500 г воды, содержащей 1,5 г N-стеарилтаурата натрия. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,32 и 7,92 соответственно, с разницей 1,40. Смесь в сосуде перемешивали с помощью гомогенизатора при 10000 об/мин в течение 5 минут с образованием эмульсии, которую нагревали при 85°C в течение 4 часов и затем при 95°C в течение 3 часов, перемешивая при 200 об/мин, для проведения полимеризации. После фильтрования реакционной смеси осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 91%. Изображение СЭМ для полученных частиц с дезодорирующим действием приведено на фиг.4.

Пример 4

В сосуде для полимеризации в смешанном органическом растворителе из 225 г октана и 75 г толуола растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол/2-винилпиридин = 12,5/75/12,5) и 3 г пероксида лауроила. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,32 и 7,92 соответственно, с разницей 1,40. Мономерную смесь нагревали при 85°C в течение 4 часов и затем при 95°C в течение 3 часов для проведения полимеризации. Реакционную смесь сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 80%.

Пример 5

В смешанном органическом растворителе из 180 г гептана и 120 г толуола растворяли 100 г мономерной смеси (дивинилбензол/2-винилпиридин = 75/25) и 3 г пероксида лауроила. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,37 и 7,99 соответственно, с разницей 1,38. Мономерную смесь нагревали в сосуде для полимеризации при 70°C в течение 6 часов с последующим добавлением 3 г пероксида лауроила, растворенного в 20 г толуола. Нагревание далее продолжали при той же температуре в течение дополнительного 4-часового периода для завершения полимеризации. Реакционную смесь сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 98%.

Пример 6

Сто граммов частиц с дезодорирующим действием, полученных в примере 1, добавляли к раствору 0,5 г нитрата серебра в 1000 г этанола, с последующим перемешиванием при комнатной температуре в течение 6 часов. Смесь фильтровали и осадок на фильтре промывали водой с получением частиц с дезодорирующим действием с нанесенным на них нитратом серебра.

Пример 7

Частицы с дезодорирующим действием получали таким же образом, как в примере 6, за исключением того, что заменяли частицы с дезодорирующим действием примера 3 частицами, полученными в примере 4.

Пример 8

Сто граммов частиц с дезодорирующим действием, полученных в примере 4, добавляли к раствору 10 г нитрата серебра в 1000 г этанола, с последующим перемешиванием при комнатной температуре в течение 6 часов. Смесь фильтровали, и осадок на фильтре промывали водой с получением частиц с дезодорирующим действием с нанесенным на них нитратом серебра.

Пример 9

В смешанном органическом растворителе из 60 г дихлорбензола и 90 г толуола растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол/2-винилпиридин = 12,5/75/12,5) и 3 г пероксида лауроила. Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 500 г воды, содержащей 1,5 г N-стеарилтаурата натрия. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,32 и 9,53 соответственно, с разницей 0,21. Смесь в сосуде перемешивали с помощью гомогенизатора при 10000 об/мин в течение 5 минут с образованием эмульсии, которую нагревали при 85°C в течение 4 часов и затем при 95°C в течение 3 часов, перемешивая при 200 об/мин, для проведения полимеризации. Реакционную смесь фильтровали для удаления воды и органического растворителя, и осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 98%.

Пример 10

В смешанном органическом растворителе из 30 г толуола и 20 г трет-бутанола растворяли 100 г мономерной смеси (дивинилбензол/2-винилпиридин = 75/25) и 3 г пероксида лауроила. Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 500 г воды, содержащей 1,5 г N-стеарилтаурата натрия. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,37 и 9,40 соответственно, с разницей 0,03. Смесь в сосуде перемешивали с помощью гомогенизатора при 10000 об/мин в течение 5 минут с образованием эмульсии, которую нагревали при 55°C в течение 4 часов и затем при 65°C в течение 3 часов, перемешивая при 200 об/мин, для проведения полимеризации. Реакционную смесь фильтровали для удаления воды и органического растворителя, и осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 90%.

Пример 11

В смешанном органическом растворителе из 117,6 г толуола и 176,5 г гептана растворяли 588,3 г мономерной смеси (дивинилбензол/2-винилпиридин = 75/25) и 11,0 г пероксида лауроила. Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 1600 г водного раствора, содержащего 15,6 г поливинилового спирта (Gosenol EG-30, от The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.). Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,37 и 7,92 соответственно, с разницей 1,45. Смесь в сосуде перемешивали с помощью гомогенизатора при 10000 об/мин в течение 5 минут с образованием эмульсии, которую нагревали при 70°C в течение 8 часов, перемешивая при 128 об/мин, для проведения полимеризации. Реакционную смесь сушили для удаления воды и органического растворителя. К 100 г полученных частиц добавляли 263 г воды, 23 г изопропилового спирта, 0,5 г ацетата серебра и 1,0 г сульфата аммония, с последующим перемешиванием при комнатной температуре в течение 1 часа. Смесь фильтровали, и осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием.

Пример 12

В 296 г гептана растворяли 592,7 г мономерной смеси (дивинилбензол/2-винилпиридин=75/25) и 11,0 г 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрила) (V-65B, от Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 1600 г водного раствора 15,6 г поливинилового спирта (Gosenol EG-30, от The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.). Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,37 и 7,40 соответственно, с разницей 1,97. Смесь в сосуде перемешивали с помощью гомогенизатора при 5000 об/мин в течение 10 минут с образованием эмульсии, которую нагревали при 60°C в течение 6 часов, перемешивая при 128 об/мин, для проведения полимеризации. К реакционной смеси добавляли 750 г 1-бутанола, с последующей сушкой при пониженном давлении для удаления воды и органического растворителя. К 100 г полученных частиц добавляли 263 г воды, 23 г изопропилового спирта, 0,5 г ацетата серебра и 1,0 г лимонной кислоты, с последующим перемешиванием при комнатной температуре в течение 1 часа. Смесь фильтровали и осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием.

Сравнительный пример 1

В смешанном органическом растворителе из 112,5 г октана и 37,5 г толуола растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол = 25/75) и 3 г пероксида лауроила. Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 500 г воды, содержащей 1,5 г N-стеарилтаурата натрия. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,27 и 7,92 соответственно, с разницей 1,35. Смесь в сосуде перемешивали с помощью гомогенизатора при 10000 об/мин в течение 5 минут с образованием эмульсии, которую нагревали при 85°С в течение 4 часов и затем при 95°С в течение 3 часов, перемешивая при 200 об/мин, для проведения полимеризации. Реакционную смесь фильтровали для удаления воды и органического растворителя, и осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 90%.

Сравнительный пример 2

Использовали несшитые частицы полистирола (чистота общего назначения GP-1B, от Toyo Styrene Co., Ltd.).

Сравнительный пример 3

В 300 г этанола растворяли 100 г мономерной смеси (стирол/дивинилбензол/2-винилпиридин = 12,5/75/12,5) и 3 г пероксида лауроила. Мономерную смесь помещали в сосуд для полимеризации вместе с 500 г воды, содержащей 1,5 г N-стеарилтаурата натрия. Параметры растворимости мономерной смеси и органического растворителя составляли 9,32 и 12,30 соответственно, с разницей 2,98. Смесь в сосуде нагревали при 85°C в течение 4 часов и затем при 95°C в течение 3 часов для проведения полимеризации. Реакционную смесь фильтровали для удаления воды и органического растворителя, и осадок на фильтре сушили с получением частиц с дезодорирующим действием с выходом 96%.

Для частиц с дезодорирующим действием, полученных в примерах 1-12 и сравнительных примерах 1-3, определяли удельную площадь поверхности по БЭТ, содержание ионов серебра и средний размер частиц в соответствии со способами, описанными ниже. Результаты измерений приведены в таблице 1.

Удельная площадь поверхности по БЭТ

Удельную площадь поверхности по БЭТ частиц с дезодорирующим действием определяли одноточечным методом БЭТ с использованием Flowsorb 2300 (от Shimadzu Corp.) и смешанного газа-адсорбата азот/гелий (30/70 по объему). Образец подвергали предварительной обработке путем пропускания газа-адсорбата при 120°C в течение 10 минут. Затем ячейку с образцом охлаждали жидким азотом. После завершения адсорбции температуру повышали до комнатной температуры. Площадь поверхности образца получали в соответствии с количеством высвободившегося азота, и площадь поверхности делили на вес образца с получением удельной площади поверхности.

Содержание ионов серебра

Содержание ионов серебра в частицах с дезодорирующим действием с нанесенным нитратом серебра или ацетатом серебра определяли рентгено-флуоресцентной спектрометрией с дисперсией по длине волны (EDX, РСРЭ).

Средний размер частиц

Частицы с дезодорирующим действием разрушали в кофейной мельнице и диспергировали в гексане.

Средний размер диспергированных частиц по объему определяли при помощи счетчика Coulter (от Coulter Corp.).

Таблица 1   Пример Сравн. пример 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 Состав частиц (%) St 35 25 12,5 12,5 0 12,5 12,5 12,5 12,5 0 0 0 25 100 12,5 DVB 60 70 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 0 75 2-Vpy 5 5 12,5 12,5 25 12,5 12,5 12,5 12,5 25 25 25 0 0 12,5 ПР мономерной смеси 9,28 9,29 9,32 9,32 9,37 9,32 9,32 9,32 9,32 9,37 9,37 9,37 9,27 9,27 9,32 ПР органического растворителя 7,88 7,88 7,92 7,92 7,99 7,92 7,92 7,92 9,53 9,40 7,92 7,40 7,92 - 12,3 Абсолютная разница ПР между мономерной смесью и органическим растворителем 1,44 1,41 1,40 1,40 1,38 1,40 1,40 1,40 0,21 0,03 1,45 1,97 1,35 - 2,98 Способ полимеризации ОП ОП ЭП ОП ОП ЭП ОП ОП ЭП ЭП ЭП ЭП ЭП ком.прод. ОП Средний размер частиц (мкм) 16,5 21,4 7,3 39,7 53,6 7,3 39,7 39,7 4,8 5,3 7,9 23,5 5,2 - 128 Содержание ионов Ag (%) 0 0 0 0 0 0,27 0,28 3,7 0 0 0,33 0,25 0 0 0 Удельная площадь поверхности по БЭТ (м²/г) 313 431 351 428 386 416 486 363 401 18,3 226 234 427 0,17 2,0 Сокращения:
ПР: параметр растворимости
ОП: полимеризация осаждением
ЭП: эмульсионная полимеризация
ком. прод.: коммерческий продукт

В таблице 1 St означает стирол, DVB означает дивинилбензол и 2-Vpy означает 2-винилпиридин.

Тестовый пример 1

Частицы с дезодорирующим действием, полученные в примерах 1-3, 5, 6 и 9 и сравнительных примерах 1 и 3, оценивали с точки зрения уровня дезодорации п-крезола в соответствии со способом, описанным ниже. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Измерение уровня дезодорации п-крезола.

В полиэтиленовую бутылку емкостью один литр помещали 12 мкл п-крезола и 10 мг частиц с дезодорирующим действием. Через 1 час определяли концентрацию п-крезола в бутылке с помощью индикаторной трубки для газового анализа (No. 61, от Gas Tech K.K.). Уровень дезодорации п-крезола определяли согласно следующему уравнению с использованием величины, определяемой в отсутствие частиц с дезодорирующим действием в качестве концентрации холостой пробы.

Уровень дезодорации (%) = [(концентрация холостой пробы - остаточная концентрация п-крезола)/концентрация холостой пробы] × 100

Таблица 2   Пример Сравн. пример   1 2 3 5 6 9 1 3 Уровень дезодорации п-крезола (%) 58 67 76 82 81 77 52 32

Тестовый пример 2

Для частиц с дезодорирующим действием, полученных в примерах 3 и 6 и сравнительных примерах 1 и 2, оценивали уровень дезодорирующего действия против фенола, диметилдисульфида и пиррола в соответствии со способом, описанным ниже. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Уровень дезодорации фенола, диметилдисульфида и пиррола

Водный раствор получали из 484,9 г деионизированной воды, 9,7 г мочевины, 3,98 г хлорида натрия, 0,55 г сульфата магния, 0,31 г хлорида кальция, 0,99 г сульфата калия и 0,02 г неионного поверхностно-активного агента (Emulgen, от Kao Corp.). Каждое из соединений с неприятным запахом, фенол, диметилсульфид и пиррол, разбавляли водным раствором до концентрации 20 ч./млн. К 3 мл полученного таким образом раствора соединения с неприятным запахом добавляли 30 мг тестируемых частиц с дезодорирующим действием, с последующим перемешиванием в течение 3 минут и с последующим центрифугированием. К 1 мл части водной фазы добавляли 2 мл диэтилового эфира и 0,5 г хлорида натрия, с последующим перемешиванием в течение 2 минут и с последующим центрифугированием. Концентрацию соединения с неприятным запахом в масляной фазе определяли газовой хроматографией. Уровень дезодорации соединения с неприятным запахом рассчитывали по уравнению, приведенному ниже, с использованием величины, определенной в отсутствие частиц с дезодорирующим действием в качестве концентрации холостой пробы.

Уровень дезодорации (%) = [(концентрация холостой пробы - остаточная концентрация соединения с неприятным запахом)/концентрация холостой пробы] × 100

Таблица 3   Пример Сравн. пример 3 6 1 2 Уровень дезодорации фенола (%) 63 73 27 0 Уровень дезодорации диметилдисульфида (%) 97 96 18 31 Уровень дезодорации пиррола (%) 33 33 21 0

Тестовый пример 3

Для частиц с дезодорирующим действием, полученных в примерах 3-4, 6-8 и 10-12 и сравнительных примерах 1 и 2, оценивали уровень дезодорирующего действия против запаха мочи в соответствии со способом, описанным ниже. Полученные результаты представлены в таблице 4.

Оценка дезодорирующей способности против запаха мочи

Пятьдесят миллиграммов тестируемых частиц с дезодорирующим действием помещали в колбу Эрленмейера на 30 мл, содержащую 5 г мочи человека и 250 мг суперабсорбент-полимера (Aqualic CAW4S от Nippon Shokubai Co., Ltd.), и колбу закрывали пробкой. Через 20 минут три эксперта органолептически оценивали интенсивность запаха мочи в колбе по шкале от 0 (без запаха) до 5 (чрезвычайно интенсивный) с шагом 0,5. Средние показатели по трем величинам округляли до ближайшей величины, кратной 0,5 (например, 2,66 округляли до 2,5, и 3,13 округляли до 3,0). Интенсивность запаха холостой пробы (без частиц с дезодорирующим действием) составляла 3,0.

Таблица 4   Пример Сравн. пример 3 4 6 7 8 10 11 12 1 2 Интенсивность запаха мочи 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 2,0 1,0 1,0 2,5 3,0

Тестовый пример 4

Для частиц с дезодорирующим действием, полученных в примерах 3-4 и 6-8 и сравнительных примерах 1 и 2, оценивали дезодорирующую способность против запаха фекалий в соответствии со способом, описанным ниже. Полученные результаты представлены в таблице 5.

Оценка дезодорирующей способности против запаха фекалий

Три грамма фекалий человека помещали в пластиковый цилиндрический контейнер 5 см в диаметре. Контейнер помещали в 3-литровый мешок и оставляли на 30 минут. Из мешка отбирали двадцать миллилитров воздуха с использованием шприца и переносили в другой мешок, содержащий 10 мг тестируемых частиц с дезодорирующим действием (помещенных в чашку Петри диаметром 45 мм). Через тридцать минут три эксперта органолептически определяли запах фекалий по шкале от 0 (без запаха) до 5 (очень интенсивный) с шагом 0,5. Средние показатели по трем величинам округляли до ближайшей величины, кратной 0,5 (например, 2,66 округляли до 2,5, и 3,13 округляли до 3,0). Интенсивность запаха холостой пробы (без частиц с дезодорирующим действием) составляла 3,0.

Таблица 5   Пример Сравн. пример 3 4 6 7 8 1 2 Интенсивность запаха фекалий 2,0 2,0 1,0 1,0 1,0 2,5 3,0

Тестовый пример 5

Для частиц с дезодорирующим действием, полученных в примерах 3-4 и 6-8 и сравнительных примерах 1 и 2, оценивали дезодорирующую способность против запаха табака в соответствии со способом, описанным ниже. Полученные результаты приведены в таблице 6.

Оценка дезодорирующей способности против запаха табака

Табак из 1 см сигареты (Mild Seven Original) сжигали в разделительной колбе емкостью 1 литр и оставляли на 30 минут. Из колбы отбирали два миллилитра воздуха с использованием шприца и помещали в стеклянную бутылку на 50 мл, содержащую 0,1 г тестируемых частиц с дезодорирующим действием. Через пятнадцать минут три эксперта органолептически определяли интенсивность запаха табака по шкале от 0 (без запаха) до 5 (очень интенсивный) с шагом 0,5. Средние показатели по трем величинам округляли до ближайшей величины, кратной 0,5. Интенсивность запаха холостой пробы (без каких-либо частиц с дезодорирующим действием) составляла 3,0.

Таблица 6   Пример Сравн. пример 3 4 6 7 8 1 2 Интенсивность запаха табака 2,0 2,0 1,5 1,5 1,5 2,5 3,0

Пример 13

Суспензию с концентрацией целлюлозы 2% получали из частиц с дезодорирующим действием, полученных в примере 3, крафт-целлюлозы из дерева с мягкой древесиной, измельченной до CSF 200 мл, добавки, обеспечивающей влагостойкость (WS4024, от Seiko PMC Corp.), и полиакриламидного флокулянта (Accoflock A95, от Mitsui Aqua Polymer Inc.). Концентрации частиц с дезодорирующим действием, добавки, обеспечивающей влагостойкость, и полимерного флокулянта составляли 10%, 0,5% и 0,1% соответственно, в расчете на содержание целлюлозы. Суспензию обезвоживали и формовали в лист 25 см × 25 см путем ручного изготовления бумаги. Лист обрезали до размера 20 см × 20 см для получения листа целлюлозы, содержащего частицы. Лист целлюлозы, содержащий частицы, имел граммаж (плотность) 30 г/м² и содержал 50 мг частиц с дезодорирующим действием.

Оценка дезодорирующей способности - уровень дезодорации метилмеркаптана(%):

В колбу Эрленмейера на 500 мл с притертой стеклянной пробкой помещали кусок листа целлюлозы, содержащего частицы, образец весил 0,1 г. В колбу вводили газообразный метилмеркаптан, имеющий регулируемую концентрацию, чтобы привести к начальной концентрации 3,5 ч./млн. Через десять минут измеряли концентрацию газообразного метилмеркаптана в колбе с помощью индикаторной трубки для газового анализа (Methylmercaptans 70L, от Gas Tech K.K.) для определения уровня дезодорации (определенная величина/начальная концентрация × 100). Более высокий уровень дезодорации указывает на более высокую дезодорирующую способность.

Пример 14

Суспензию с концентрацией целлюлозы 2% получали из частиц с дезодорирующим действием, полученных в примере 6, крафт-целлюлозы из дерева с мягкой древесиной, измельченной до CSF 200 мл, добавки, обеспечивающей влагостойкость (WS4024, от Seiko PMC Corp.), и полиакриламидного флокулянта (Accoflock A95, от Mitsui Aqua Polymer Inc.). Концентрации частиц с дезодорирующим действием, добавки, обеспечивающей влагостойкость, и полимерного флокулянта составляли 10%, 0,5% и 0,1% соответственно, в расчете на содержание целлюлозы. Суспензию формовали в лист 25 см × 25 см путем ручного изготовления бумаги. Лист обрезали до размера 20 см × 20 см для получения листа целлюлозы, содержащего частицы. Лист целлюлозы, содержащий частицы, имел граммаж (плотность) 30 г/м² и содержал 50 мг частиц с дезодорирующим действием.

Пример 15

Сто граммов частиц с дезодорирующим действием, полученных в примере 10, обрабатывали 100 г этанола, содержащего 0,5 г растворенного в нем нитрата серебра, при комнатной температуре в течение 6 часов. Частицы собирали фильтрованием и промывали водой с получением частиц с дезодорирующей способностью с нанесенным на них нитратом серебра. Полученные частицы с дезодорирующим действием имели удельную площадь поверхности по БЭТ 18,3 м²/г и содержание иона серебра 0,14%. Лист целлюлозы, содержащий частицы, получали таким же образом, как в примере 13, за исключением того, что использовали данные частицы с дезодорирующей способностью с нанесенным на них нитратом серебра. Лист целлюлозы, содержащий частицы, имел граммаж (плотность) 30 г/м² и содержал 50 мг частиц с дезодорирующим действием.

Сравнительный пример 4

Содержащий частицы лист изготавливали таким же образом, как в примере 13, за исключением того, что заменяли частицы с дезодорирующим действием, используемые в примере 13, частицами, полученными согласно сравнительному примеру 1.

Сравнительный пример 5

Содержащий частицы лист изготавливали таким же образом, как в примере 13, за исключением того, что частицы с дезодорирующей способностью, используемые в примере 13, заменяли частицами, полученными согласно сравнительному примеру 2.

Листы, полученные в примерах 13-15 и сравнительных примерах 4 и 5, оценивали описанным выше способом оценки. Полученные результаты приведены в таблице 7 ниже.

Таблица 7   Пример 13 Пример 14 Пример 15 Сравн. пример 4 Сравн. пример 5 Уровень дезодорации (%) 42 94 80 8 3

Как видно из таблицы 7, листы согласно примерам 13-15 обладают значительно увеличенными уровнями дезодорации, что указывает на значительно улучшенную дезодорирующую способность по сравнению с таковой сравнительных примеров 4 и 5.

Пример 16-1

Впитывающее изделие структуры, показанной на фиг.4, изготавливали с использованием частиц с дезодорирующей способностью, полученных согласно примеру 6. Более подробно, получали агрегат целлюлозных волокон 13 весом 2 г. Над агрегатом волокон 13 распыляли 20 мг частиц с дезодорирующей способностью, и 2 г полимерных частиц суперабсорбента, и агрегат волокон 13, содержащий частицы, заворачивали в бумагу 14 (граммаж: 15 г/м²) для получения абсорбирующего элемента 10. Абсорбирующий элемент 10 помещали между верхним слоем 11 (воздухопроницаемый нетканый материал весом 25 г/м²) и нижним слоем 12 (влагопроницаемая пленка весом 40 г/м²).

Пример 16-2

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-1, за исключением того, что количество частиц с дезодорирующей способностью было увеличено до 40 мг.

Пример 16-3

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-1, за исключением того, что количество частиц с дезодорирующей способностью было увеличено до 78 мг.

Пример 17-1

Сто граммов частиц с дезодорирующей способностью, полученных в примере 4, взвешивали и добавляли к раствору 0,5 г нитрата серебра в 1000 г этанола. Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 6 часов, таким образом нанося нитрат серебра на частицы. Смесь фильтровали и осадок на фильтре промывали водой с получением частиц с дезодорирующей способностью, содержащих нитрат серебра. Полученные частицы с дезодорирующей способностью имели удельную площадь поверхности по БЭТ 486 м²/г и содержание ионов серебра 0,28%. Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-1, за исключением того, что использовали полученные таким образом частицы с дезодорирующей способностью.

Пример 17-2

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 17-1, за исключением того, что количество частиц с дезодорирующей способностью было увеличено до 40 мг.

Пример 17-3

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 17-1, за исключением того, что количество частиц с дезодорирующей способностью было увеличено до 78 мг.

Сравнительные примеры (6-1)-(6-3)

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примерах (16-1)-(16-3), за исключением того, что частицы с дезодорирующей способностью заменяли таким же количеством хлорида цинка на активированном угле, как в соответствующих примерах.

Сравнительный пример 7

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-3, за исключением того, что частицы с дезодорирующей способностью заменяли таким же количеством частиц, которые были получены в сравнительном примере 1.

Сравнительный пример 8

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-3, за исключением того, что частицы с дезодорирующей способностью заменяли частицами, используемыми в сравнительном примере 2.

Сравнительный пример 9

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-1, за исключением того, что частицы с дезодорирующей способностью не использовали.

Оценка дезодорирующей способности

Пятьсот миллилитров мочи человека собирали у пяти взрослых мужчин (100 мл у каждого человека). Порцию 30 г образца мочи выливали на каждое впитывающее изделие, полученное в примерах и сравнительных примерах, и сразу после этого впитывающее изделие помещали в 1,2-литровый воздухонепроницаемый контейнер (Tight Box No. 3, от Chopla Kogyo K.K.). Через шестьдесят минут каждый контейнер открывали и 5 членов комиссии вдыхали запах содержимого и оценивали запах на основе следующей системы оценок: 0,0=без запаха; 1,0=различимый, но неидентифицируемый; 2,0=запах мочи; 3,0=сильный запах мочи. В качестве органолептической величины, описывающей силу запаха, принимали среднюю величину, полученную комиссией. Чем меньше величина, тем слабее запах. Ту же мочу человека использовали во всех примерах и сравнительных примерах. Полученные результаты приведены в таблице 8.

Таблица 8   Запах Пример 16-1 1,7 Пример 16-2 1,3 Пример 16-3 1,0 Пример 17-1 1,5 Пример 17-2 1,3 Пример 17-3 1,1 Сравн. пример 6-1 1,7 Сравн. пример 6-2 1,3 Сравн. пример 6-3 1,0 Сравн. пример 7 1,7 Сравн. пример 8 2,8 Сравн. пример 9 3,0

Как видно из таблицы 8, впитывающие изделия согласно настоящему изобретению (примеры (16-1)-(16-3) и (17-1)-(17-3)), несущие полимерные частицы с дезодорирующим действием, обладают равными или превосходящими дезодорирующими свойствами по сравнению с изделиями, в которых в настоящее время используют дезодорант на основе активированного угля (сравнительные примеры (6-1)-(6-3)). Дезодорант на основе активированного угля имеет черный цвет, в то время как частицы с дезодорирующей способностью, используемые согласно настоящему изобретению, имеют белый цвет и поэтому являются особенно подходящими для использования во впитывающих изделиях для целей личной гигиены. Также можно заметить, что полимерные частицы, не содержащие звеньев винилового мономера, несущих гетероароматическое кольцо (сравнительный пример 7), и полимерные частицы с небольшой удельной площадью поверхности по БЭТ (сравнительный пример 8) обладают низким дезодорирующим эффектом.

Затем, впитывающие изделия согласно примерам (16-1)-(16-3) сравнивали с изделиями, полученными в примерах (18-1)-(18-3), приведенными ниже, для выявления какой-либо разницы в дезодорирующем эффекте, обусловленном разницей конфигураций.

Пример 18-1

Лист, содержащий частицы, получали по технологии изготовления бумаги мокрым способом, как указано ниже, с использованием тех же частиц с дезодорирующей способностью, что и полученные в примере 16-1. Суспензию частиц с дезодорирующей способностью, имеющую концентрацию целлюлозы 2%, получали из частиц с дезодорирующей способностью, крафт-целлюлозы из дерева с мягкой древесиной, измельченной до CSF 200 мл, добавки, обеспечивающей влагостойкость (WS4024, от Seiko PMC Corp.), и полиакриламидного флокулянта (Accoflock A95, от Mitsui Aqua Polymer Inc.). Концентрации частиц с дезодорирующим действием, добавки, обеспечивающей влагостойкость, и полимерного флокулянта составляли 3%, 0,5% и 0,1% соответственно, в расчете на содержание целлюлозы. Суспензию обезвоживали и формовали в лист 25 см ×25 см путем ручного изготовления бумаги. Лист целлюлозы, содержащий частицы, имел граммаж (плотность) 30 г/м². Лист обрезали с получением квадрата со стороной 20 см для получения листа целлюлозы, содержащего частицы, который содержал 20 мг частиц с дезодорирующим действием.

Впитывающее изделие структуры, показанной на фиг.5, изготавливали с использованием полученного листа, содержащего частицы, следующим образом. Агрегат волокон целлюлозы 13 весом 2 г получали в качестве волокнистого материала, образующего абсорбирующий элемент 10. Над агрегатом волокон 13 распыляли 2 г полимерных частиц суперабсорбента и агрегат волокон 13, содержащий суперабсорбент-полимер, заворачивали в лист 1, содержащий частицы, а затем заворачивали в бумагу 14 с получением абсорбирующего элемента 10. Абсорбирующий элемент 10 помещали между верхним слоем 11 и нижним слоем 12 для получения впитывающего изделия таким же образом, как в примере 16-1, если не указано иное.

Пример 18-2

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 18-1, за исключением того, что увеличивали концентрацию частиц с дезодорирующим действием в суспензии до 6% в расчете на целлюлозу. Было обнаружено, что количество частиц с дезодорирующим действием в листе 1, содержащем частицы, составляет 36 мг.

Пример 18-3

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-1, за исключением того, что увеличивали концентрацию частиц с дезодорирующим действием до 10%, в расчете на целлюлозу. Было обнаружено, что количество частиц с дезодорирующим действием в листе 1, содержащем частицы, составляет 60 мг.

Впитывающие изделия, полученные в примерах (16-1)-(16-3), оценивали на дезодорирующую способность таким же образом, как в примерах (18-1)-(18-3). Полученные результаты приведены в таблице 8 выше и в таблице 9 ниже.

Таблица 9   Запах Пример 18-1 1,6 Пример 18-2 1,3 Пример 18-3 1,2

Сравнение таблиц 8 и 9 показывает, что впитывающие изделия, согласно настоящему изобретению, обладают одинаковым уровнем дезодорации, в какой бы конфигурации они не находились; (а) конфигурация, в которой частицы с дезодорирующим действием нанесены непосредственно на волокна, составляющие абсорбирующий элемент (примеры (16-1)-(16-3)), и (b) конфигурация, в которой частицы с дезодорирующим действием размещены в форме листа, содержащего частицы (примеры (18-1)-(18-3)).

Пример 19

Впитывающее изделие изготавливали таким же образом, как в примере 16-1, за исключением того, что использовали частицы с дезодорирующим действием, несущие нанесенный на них нитрат серебра, полученные в примере 15, и количество данных частиц с дезодорирующим действием изменяли до 50 мг. Впитывающее изделие оценивали таким же образом, как в примере 16-1, с получением результатов, приведенных в таблице 10.

Таблица 10   Запах Пример 19 1,3

Применение в промышленности

Как подробно описано, частицы с дезодорирующим действием, согласно настоящему изобретению, обладают отличной дезодорирующей способностью против неприятных запахов независимо от свойств неприятных запахов, конкретно, против запахов от нейтрального до слабокислого. Дезодорирующие эффекты частиц с дезодорирующим действием заметно увеличиваются при внесении иона металла, размещенного на гетероароматическом кольце полимерных частиц. Частицы с дезодорирующим действием, несущие ион металла, обладают очень высокими дезодорирующими эффектами в случае сложных запахов многих компонентов с неприятным запахом, таких как запах мочи и фекалий человека или животного (кошек и собак), запах табака, запахи сточных труб и запах приготовления пищи, особенно запахов мочи и фекалий человека или животного (кошек и собак) и табака.

Дезодорирующий волокнистый продукт и впитывающее изделие, согласно настоящему изобретению, содержат частицы с дезодорирующим действием, которые обладают отличной дезодорирующей способностью независимо от свойств неприятных запахов, которые необходимо устранить и, таким образом, добиться отличного дезодорирования. Впитывающее изделие, согласно изобретению, может обеспечить эффективное устранение неприятных запахов выделений организма.

Изобретение относится к частицам с дезодорирующим действием. Описана частица с дезодорирующей способностью, имеющая удельную площадь поверхности по БЭТ 10 м²/г или более, которую получают сополимеризацией мономеров, включающих виниловый мономер, обеспечивающий сшивание, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо. Также описан способ получения частицы с дезодорирующим действием, указанной выше, который включает стадию сополимеризации мономеров, включающих виниловый мономер, обеспечивающий сшивание, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо, эмульсионной полимеризацией масло-в-воде или полимеризацией осаждением с использованием органического растворителя, параметр растворимости которого отличается от такового мономеров по абсолютной величине на 0-2,0. Описан дезодорирующий волокнистый продукт, включающий в себя указанную выше частицу с дезодорирующим действием, также описано впитывающее изделие, содержащее указанную выше частицу с дезодорирующим действием. Технический результат - получение частиц с дезодорирующим действием, проявляющих хорошую дезодорирующую способность против неприятных запахов, обеспечение эффективного устранения неприятных запахов. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил., 10 табл.

1. Частица с дезодорирующей способностью, имеющая удельную площадь поверхности по БЭТ 10 м²/г или более, которую получают сополимеризацией мономеров, включающих виниловый мономер, обеспечивающий сшивание, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо.

2. Частица с дезодорирующим действием по п.1, дополнительно содержащая ион металла.

3. Частица с дезодорирующим действием по п.1 или 2, где частицу с дезодорирующим действием получают эмульсионной полимеризацией масло-в-воде или полимеризацией осаждением.

4. Способ получения частицы с дезодорирующим действием по любому из пп.1-3, который включает стадию сополимеризации мономеров, включающих виниловый мономер, обеспечивающий сшивание, и виниловый мономер, несущий гетероароматическое кольцо, эмульсионной полимеризацией масло-в-воде или полимеризацией осаждением с использованием органического растворителя, параметр растворимости которого отличается от такового мономера по абсолютной величине на 0-2,0.

5. Способ по п.4, дополнительно включающий стадию приведения частицы, полученной полимеризацией, во взаимодействие с растворителем, несущим соль металла, растворенную в нем, для нанесения иона металла на частицы.

6. Дезодорирующий волокнистый продукт, включающий в себя частицу с дезодорирующим действием, приведенную в любом из пп.1-3.

7. Дезодорирующий волокнистый продукт по п.6, который имеет форму листа или отдельных его кусков, гранул или объемного формованного изделия.

8. Впитывающее изделие, содержащее частицу с дезодорирующим действием по п.2.

9. Впитывающее изделие по п.8, включающее верхний слой, нижний слой, абсорбирующий элемент, расположенный между верхним слоем и нижним слоем, и частицу с дезодорирующим действием, нанесенную на волокна, которые составляют абсорбирующий элемент.

10. Впитывающее изделие по п.8, включающее верхний слой, нижний слой, абсорбирующий элемент, расположенный между верхним слоем и нижним слоем, и
лист, содержащий частицы, в котором частицы с дезодорирующим действием и волокнистый материал связаны между собой, лист, содержащий частицы, расположен между верхним слоем и абсорбирующим элементом, или внутри абсорбирующего элемента, или между абсорбирующим элементом и нижним слоем.

11. Впитывающее изделие по п.10, где лист, содержащий частицы, получают по технологии изготовления бумаги мокрым способом.