專利名稱：用于吸收性結構中添加除臭劑的親水性聚合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及向親水性、可溶脹和水不溶性的吸收性交聯聚合物中加入除臭劑粉末的方法，并且該可溶脹聚合物是涂布到一層薄而具屈撓性的基質上，例如無紡織物網料、吸水薄紙或對水不敏感的薄膜，還涉及使得到的含有該除臭劑粉末的屈撓性結構處于不散發粉塵的穩定狀態，以及它們作為體液吸收性結構組分的用途。
來自身體排出物，例如月經和尿液的氣味可應用多種活性化合物而有效地消除或減弱。可利用多種機制來減弱氣味1)由活性成分消滅或殺滅形成氣味物質的微生物(例如用殺菌劑);2)由活性成分去干擾導致形成氣味物質的代謝循環(抗酶，例如乙二胺四乙酸);3)用化學方法中和氣味物質(例如用碳酸氫鈉中和脂肪酸);4)利用對物質的強力物理吸附作用(例如，活性碳)。還已知其他一些機制。在本發明中，術語“除臭劑”和“防臭劑”是通用的，并包括無論涉及何種具體除臭機制的全部這樣的活性成分。
大部分除臭物質都是粉末狀存在的，因此很容易散發粉塵并且難于加入并保持在市售的體液吸收性產品如衛生巾或尿布之中。此外，還必須在該除臭活性化合物與體液之間產生良好(有時要長時間)的接觸，才能發揮減弱氣味的作用。
本發明是利用一種聚合物體系來解決其中某些問題，該聚合物體系有助于將除臭劑粉末加入到衛生巾和其他吸收性產品中，并將它們保持在其中成為不散發粉塵狀態，同時能夠與被吸收的體液有良好接觸。此處所用的“衛生巾”一詞包括通常用于吸收月經液體或陰道排出液的除止血塞之外的一切產品，無論其為衛生巾、褲遮層、褲內襯或其他相同或類似涵義的名稱，均包括在內。
Kimberly-Clark的美國專利4，547，195號中描述了一種衛生巾，其中包括一種不良氣味抵制劑，并將之加到一塊吸收材料墊片中，然后將之折疊，使除臭劑集中在吸收量最多的部位。在Beghin-Say的WO8403-631-A中揭示了另一種能更好利用活性成分的方法，其中要求保護的方法是將超吸收性顆粒與抗菌劑并置。該組合物的制備是將不溶性聚電解質(超吸收劑)和抗菌劑一起在甲醇中制成漿狀液，然后進行蒸發。這樣就在兩種物質之間產生某些粘附。但是一般不能含有粉末物質，否則不能制成不散發粉塵的產品，因為它們不是包在該聚合物中。
本發明優于已有技術之處在于，通過將活性的除臭粉末固定而可以制成不散發粉塵的結構，并且該活性成分仍能發揮效能。上述方法的另一優點是該種粉末/水中溶脹性復合物可以在任何基質上原地形成，然后可以把它應用在最終產品上需要的任何具體位置。
本發明的目的是涉及一種含有除臭劑粉末的體液吸收性結構，包括一種薄而有屈撓性的基質，例如無紡織物網料、吸水薄紙或對水不敏感的薄膜，在該基質上涂布含有一種粉末除臭劑的親水性、水不溶性并且水中可溶脹的交聯聚合物薄膜，并通過將該粉末除臭劑全部或部分加入到所述聚合物薄膜涂布層中而將之固定，成為不散發粉塵的狀態，另一目的是它們的組分，亦即該經過涂布的基質，并且該基質含有固定在該可溶脹性、交聯聚合物薄膜涂布層之中的粉末除臭劑。
本發明的聚合物體系是應用親水性、水中可溶脹性、水不溶性的吸收性聚合物(即吸收劑和超吸收劑)，它把該種活性除臭劑粉末完全或部分地包封在內。優選的聚合物是水溶性、成膜性的聚合物，并通過交聯作用使它們具有不溶性。此類聚合物的實例包括聚(甲基)丙烯酸的銨鹽或堿金屬鹽，聚丙烯酰胺，聚乙烯醇以及淀粉衍生物。在美國專利3，926，891(Dow)，4，154，898(Dow)和4，645，785(PersonalProducts)中，以及在R.L.Davidson所著“WaterSolubleResins”，ReinholdPublishingCorp.，1962書中106頁描述了這些和其他可用的聚合物，并且都是已知的物質。
在進行消除溶解性(或交聯)步驟以前，先將活性除臭劑粉末分散在該聚合物溶液中，然后將之交聯并干燥。在許多場合中，可將該含有粉末的聚合物溶液涂布于基質上，例如涂布于紡織纖維的無紡織物網料(一般由聚酯纖維制造)或吸水薄紙或對水不敏感的薄膜，例如聚丙烯和聚乙烯薄膜，然后在原位進行交聯，形成含有活性除臭劑物質的水中溶脹性聚合物在該基質上的薄涂布層。這種復合物的獨特性在于，該種易散發粉塵的除臭劑粉末這時以不散發粉塵的狀態包含在其中，但當與能將作包封的聚合物溶脹的水質液體，例如身體排出液接觸時，仍能發揮其除臭功能。此外，由于圍繞著該活性除臭劑的吸收材料把身體排出液或其他水質液體固定住，并且保持與除臭劑密切接觸，從而能使除臭劑發揮最大效能。
對于所用特定親水性聚合物的選擇取決于所用活性除臭劑的類型，所需要的吸收性復合物以及制造該吸收性結構時所使用方法的條件。
優選的方式是所用的方法包括將該活性除臭劑粉末(或當該除臭劑已事先溶于一種溶劑中時，則將該除臭劑液體)分散于該親水性聚合物的水溶液中，加入一種交聯劑，然后將之干燥并進行交聯(見實例Ⅰ)。
另一種優選的方法是首先涂布該親水性聚合物的一層薄膜，然后噴涂一種交聯劑或膠凝交聯劑的溶液(見實例Ⅱ)。在這種方法中，活性除臭劑可以包含在先涂或后涂的組分中。將聚合物和膠凝劑分先后施涂的方式還有助于克服該聚合物溶液和活性成分之間的許多相容性問題。例如，一種聚丙烯酸鈉的水溶液不能容受即使是少量的含二價或三價離子，例如鈣、鎂和鋁離子的活性成分。在此情況下，可以分先后施涂聚合物層和除臭劑層。
由于本發明是將除臭劑固定在基質上，所以有可能設計出甚至更高效能的除臭吸收性衛生巾和其他此類的最終產品結構。不同的除臭劑是專門針對某種氣味的產生有效，但常常不能一起使用，因為若將它們制成同一基質涂層料時將會相互起作用。但是，將這些互不相容的除臭劑分開加入到不同的基質上，然后在最終產品結構中使用含有不同除臭劑的薄而有屈撓性的基質，就可以解決這種不相容的問題。(見實例Ⅲ所示之做法)。
聚合物對活性成分的比例取決于最終性能指標和該方法的條件。對于本發明的目的，其比例范圍(重量百分數)在5%粉末-95%聚合物和80%粉末-20%聚合物之間。
體液吸收性結構通常由多層材料組成，例如，許多種衛生巾和一次性尿布都有一個面層、一個背底層和一個內部吸收材料層。本發明的該種由無紡織物網料、吸水薄紙或對水不敏感性薄膜所制成的薄而具屈撓性基質，在涂布含有除臭劑的水中溶脹性聚合物之后即可很方便地加入到該種體液吸收性結構中任何需要的位置。例如，在已使用適當的無紡織物網料或不透水薄膜作為衛生巾部分或全部結構的場合，可以首先涂布含有所需粉末狀除臭劑的親水性、水不溶性、水中可溶脹性的經交聯的聚合物薄膜，并使該粉末除臭劑固定于所述涂層中，然后按前述方式應用于該衛生巾結構中。雖然本發明并未嚴格規定該已涂布基質在該吸收性產品結構中實際擺放的位置，但可將它放在任何需要的位置，以便在實際使用中體液一經被吸收就有粉末除臭劑去接觸這些體液，較好方式是將之放在盡可能接近身體的位置，例如在面向身體的材料層上，或緊靠在面向身體層之下。
許多種市售的衛生巾都具有類似美國專利4，217，901號中所描述的結構，其中包括(1)的長方形吸收材料墊(由任何適宜的吸收性材料制成，例如經粉碎的木漿纖維，棉籽絨，人造絲纖維，棉短纖維等等)作為內芯，(2)不透過體液的阻隔層(由聚乙烯或聚丙烯制成)放在該吸收材料墊的面向內衣一面，它的作用是防止已吸收的體液透過去而弄濕或染污內衣，(3)在吸收材料墊外面包一層吸水薄紙，(4)可透過體液的覆蓋層(可由任何常用的吸收材料制成，例如紗布，用粘合劑加固的無紡織物等等)來包封由吸水薄紙裹包的吸收材料墊和不透體液的阻隔層，(5)在面向內衣的表面可以任選加上粘結性條帶，適用于準備粘附在穿衣者的內衣上的產品。
本發明的含有除臭劑的基質，例如按實例Ⅱ所制的的復合材料可以直接在上述類型衛生巾結構的面層材料之下作為一層來使用。
在衛生巾、褲內襯等產品中，已知還有許多種其他結構，有些省去了上述的吸收薄紙(3)，但大多數結構都包括隔水層(2)和吸收材料墊(1)。
本發明的該種基質可應用于衛生巾中的各種不同位置，關于所放位置的選擇將決定所要求的具體基質，甚至它們可以取代某些需用的材料層。因此，該種對水不敏感的薄膜基質可以用作為上述的隔水層(2)，同時該吸水薄紙基質可以代替上述的(3)，或可以用作為該吸水薄紙(3)之間的單獨一層，而該無紡織物基質可以放在上述體液透過蓋層(4)之下，或者放在上述吸收材料墊(1)的任何一面，或甚至放在它的里面。
用于本發明的該基質可以由能形成薄的屈撓性網料或薄膜的任何材料制成。對用于市售的體液吸收性結構，例如衛生巾和尿布在原材料和制造成本方面都必須精打細算的適用的基質實例包括無紡織物網料，如聚酯和聚丙烯網料，吸水薄紙，如由ShowanoPaperMills(地址，美國Wisconsin，ShawanoFalls)出售的皺紋吸水薄紙，以及不透水薄膜，如聚乙烯和聚丙烯薄膜。
以下的實例是為了更好地闡明本發明，而非對本發明的限定。
實例1將100g聚丙烯酸(12.5%固定物，AcrysolA-5型，Rohm&Haas供貨)水溶液用6g50%氫氧化鈉中和至pH＝7。向此已中和的溶液中加入2g活性炭(DarcoG-60型，ICI供貨)制成漿液，并加入0.2g交聯劑(XAMA-7型，VirginiaChemical-Celanese供貨)。用所得的溶液在一塊聚乙烯片料上鑄成厚度10密爾的薄膜，然后于60℃干燥20分鐘。
當用1%NaCl水溶液(模擬體液)潤濕該鑄型薄膜涂層時，它立即溶脹，并且該活性炭除臭劑周圍的液體被固定住。
在本實例中所用的具體聚合物可以用聚甲基丙烯酸鹽以及至少作為鹽的形式為水溶性的(甲基)丙烯酸的任何其他共聚物所成功地代替。
在此實例中具體使用的除臭劑，即活性炭可以由其他粉末狀除臭劑所成功代替。
在此實例中具體使用的基質，即聚乙烯片料可以由制造衛生巾一般使用的其他基質所成功地代替，例如無紡織物，吸收材料墊，吸水薄紙，可以用相同方式將它們用于制造含有一種或多種除臭劑的衛生巾。
實例2將聚乙烯醇(88%水解度，分子量125，000)制成15%的水溶液。向100g此溶液中溶解2.5g碳酸氫鈉。然后用6g所得溶液在用聚硅氧烷涂布的防粘紙上鑄成厚度10密爾的薄膜。向鑄好的濕膜上噴涂1.5g2%硼砂水溶液(膠凝交聯劑)。將所得的濕凝膠干燥，留下一層包封有碳酸氫鈉的透明薄膜。另外的方法，將該聚乙烯醇/碳酸氫鈉溶液涂布在薄的聚酯網料(每平方碼0.7盎斯)上，然后噴涂硼砂溶液。該涂布層的單位面積重量大致上等于起始時該網料的單位面積重量。可采用兩種不同方法涂布，一種是網料兩面都涂布，另一種是只涂布網料的一面。然后可將它們放在一般衛生巾的蓋層之下，當使用只有一面涂層的網料時，較好的方式是使已涂層的一面不向著身體。
將一種水中含有異戊酸、丁酸和乳酸的合成液體(模擬一般的酸敗氣味)沉積到前述的薄膜上，其氣味幾乎立即消失掉。
還進行了另外一種實驗來表明已包封的碳酸氫鈉的可利用性含有溴酚藍指示劑的5%乳酸溶液當pH低于5時為暗紅色。但當將前述的薄膜與之接觸后，該溶液立即變為藍色，表示乳酸已被包封的碳酸氫鈉有效地中和掉。
實例3在本實例中，把兩種不相容的除臭劑分別固定在兩種不同的基質，于是可以設計出更高效能的結構。由于這樣的結構能夠把中和酸的物質(碳酸氫鈉)與中和胺的物質(聚丙烯酸)分開，因此每一種都針對相應的氣味物質發揮活性，但它們又不會互相中和。為此，第一層的制備是在每平方碼0.7盎斯的聚酯網料上涂布按實例Ⅱ所述的聚乙烯醇和碳酸氫鈉溶液。粉末和聚乙烯醇的總涂加量對該網料比為1∶1。第二層的制備是在每平方碼0.7盎斯的聚酯網料上涂布按實例Ⅰ所述的聚丙烯酸/活性炭組合物，不同之處是把聚丙烯酸中和到pH＝4。涂加量比例也是1∶1。借助于使大部分羧基是處于其酸的形式，這一層能夠立即中和掉未受面層作用的氨和胺類型的氣味。可以按前述將這兩層制成為一體的除臭劑嵌入物而使用在衛生巾中。
權利要求
1.一種適于用作體液吸收性結構組分的屈撓性結構的制造方法，包括具有無紡織物網料或吸水薄紙或對水不敏感薄膜形式的薄而具屈撓性的基質，在該基質上涂布親水性、水不溶性、水中可溶脹性的聚合物薄膜，該薄膜中還含有固定于所述聚合物薄膜中的粉末狀除臭劑并成為不散發粉塵的狀態，其制造步驟包括將該粉末狀除臭劑在水溶性成膜聚合物的水溶液中的分散液施涂于該基質上，然后將該聚合物在原位進行交聯，從而在所述基質上形成該水中可溶脹性聚合物薄膜。
2.將粉末狀除臭劑完全或部分包封于親水性、水不溶性、水中可溶脹性并經交聯的聚合物薄膜中，從而被固定而成為不散發粉塵的狀態。
3.將具有無紡織物網料、吸水薄紙或對水不敏感薄膜形式的薄而具屈撓性的基質使用親水性、水不溶性、水中可溶脹性并經交聯的聚合物涂布成為薄膜，該薄膜中含有粉末狀除臭劑并且通過完全或部分包封于所述聚合物薄膜中，從而被固定而成為不散發粉塵的狀態。
4.含有按權利要求3的該種基質并作為其部分結構的衛生中。
5.按權利要求4的衛生中，其中該含有除臭劑的基質是直接放在該衛生巾面向身體那一層材料之下。
6.按權利要求4的衛生巾，其中該衛生巾面向身體的材料層是經過用聚乙烯醇-碳酸氫鹽-硼砂處理。
7.按權利要求6的衛生巾，只是其面向身體材料層的內表面經過用聚乙烯醇-碳酸氫鹽-硼砂處理。
8.一種衛生巾，含有至少兩種按權利要求3的不同基質作為其部分結構，所述每一種基質都涂布有不同的粉末狀除臭劑。
9.按權利要求8的衛生巾，其中所用的不同類型粉末狀除臭劑若是一起用于同一個基質涂布料中將是互不相容的。
全文摘要
本文揭示了向親水性、可溶脹性、水不溶性的吸收性并經交聯的聚合物中加入除臭劑粉末(包括不同的作用機制)的方法，將該可溶脹性聚合物涂布于薄而具屈撓性的基質，例如無紗織物網料、吸水薄紙或對水不敏感的薄膜，并且所得的屈撓性結構物中含有經固定而成為不散發粉塵和穩定狀態的除臭劑粉末；以及將它們用作為體液吸收性結構，例如衛生巾的一種或多種組分。
文檔編號A61F13/15GK1031545SQ8810629
公開日1989年3月8日 申請日期1988年8月25日 優先權日1987年8月28日
發明者施穆埃爾·達比 申請人:個人用品公司