通过挤出制备的包含封装于聚合物基质中的颗粒的气味控制材料的制作方法_2

文档序号:8459911阅读:来源:国知局
30] 详细描述
[0031] 定义
[0032] 气味控制剂意指能够吸附或吸收有气味物质的物质。
[0033] 水不溶性意指一种物质不溶解于水或水溶液。
[0034] 微粒意指由细碎分离的颗粒组成的固体物质。
[0035] 热塑性意指一种材料在加热时变得可模制或柔软,并且在冷却时其回到固态而材 料性质没有任何本质的变化。
[0036] 载体基质意指承载和/或封闭微粒材料的物质或材料。
[0037] 水溶性的意指一种物质在与水或例如尿液或血液等水溶液接触时能够溶解。在本 说明书中,其进一步意指至少部分溶解以使得封闭在水溶性载体基质中的水不溶性颗粒从 所述载体基质释放的水溶性的材料。
[0038] 热成型意指一种工艺,其中热塑性材料被加热至成型温度,其中热塑性材料至少 部分熔融,以使得它成为可模制成型的,然后形成具体的产品,诸如膜、纤维或细丝或纤维 网,以及冷却。
[0039] 挤出意指一种热成型,其中产品由诸如热塑性材料等可模制或可挤出的材料通过 穿过具有所要截面的模具而连续地形成。
[0040] 疏水性材料意指一种材料,当在平坦表面上测量时,其与水滴接触时水滴与表面 的接触角等于或大于90°。
[0041] 亲水性材料意指一种材料,当在平坦表面上测量时,其与水滴接触时水滴与表面 的接触角小于90°。
[0042] 根据本发明的气味控制材料由水不溶性微粒气味控制剂和用于所述气味控制剂 的热塑性水溶性载体基质组成。根据本发明的气味控制材料的不同组分详细描述于以下说 明书中。
[0043] 气味棹制剂
[0044] 本发明的气味控制剂是微粒状的并且是水不溶性的。任何所述气味控制剂均可使 用,且适合用于根据本发明的气味控制材料的气味控制剂包括呈粉末形式的疏水性气味控 制材料,诸如活性炭。另外,沸石以及淀粉和基于淀粉的微粒试剂也适合在本发明中用作气 味控制剂,沸石可以是天然沸石和合成沸石,诸如铝硅酸盐分子筛粉末;淀粉和基于淀粉的 微粒试剂诸如不同类型的几丁质衍生物、某些海藻酸盐、直链淀粉,诸如V型直链淀粉。另 外,气味控制剂可包括诸如膨润土等粘土、具有大比表面积的基于纤维素的结构以及硅藻 土。另外,气味控制剂可以是聚合树脂材料、离子交换树脂以及聚苯乙烯衍生物。另外,某 些金属氧化物粉末也可适用作气味控制剂。气味控制剂还可以是两种或更多种水不溶性微 粒气味控制剂的混合物。
[0045] 所述气味控制剂的颗粒的粒度根据ASTMD5158测量可以是约0. 1-1000ym,优选 是约Iym至约250ym。尺寸小于0.1ym的颗粒往往难以操作。另一方面,大于250ym 的颗粒可使最终产品在使用气味控制剂的情况下感觉不舒服或不均匀,例如在吸收性产品 中。因此,颗粒应充分细碎或小,使得它们不引起例如皮肤刺激。
[0046] 颗粒的比表面积决定了可用于结合其它物质和/或与其它物质相互作用的面积 或物质,或决定在一克物质中颗粒的总表面积。在本说明书中的比表面积限定为BET表 面积。BET理论描述气体分子吸附至固体表面,并且基于关于吸附第一层的能量的假设。 通过测量解吸之后氮气的体积来计算所述比表面积。所述方法由Brunauer、Emmett以及 Teller(BET)发展出来。本领域技术人员可知道用于进行所述测量的常规仪器。
[0047] 一般来说,用于本发明中的水不溶性微粒气味控制剂的BET比表面积可以是约 5m2/g至约1500m2/g,优选大于约100m2/g,且优选是至少500m2/g。比表面积取决于产品的 物理性质。举例来说,基于淀粉的微粒剂的BET比表面积可以是约5m2/g-500m2/g。另一方 面,现今市场上的现有粉末活性炭(PAC)产品的表面积可以高达1500m2/g。颗粒的比表面 积越大,对气味的吸附性越好。
[0048] 微粒状和水不溶性气味控制剂可以是疏水性的,由此气味控制剂颗粒可吸附疏水 性有气味的物质,而诸如尿的水溶液将运送颗粒而不会发生吸附。然而,在一些实施方式 中,微粒气味控制剂还可以是亲水性的,或兼具疏水性和/或亲水性。所述气味控制剂的一 个实例是V型直链淀粉。
[0049] 本发明气味控制材料中的气味控制剂优选是活性炭,其也称为活性木炭、活性煤 或碳活化物,因为活性炭作为气味控制剂非常有效。活性炭是一种形式的碳,它已被加工成 使其多孔,因此具有非常大的表面积,这可用于吸附气味。活性炭可以微粒形式制备成粉末 或细小细粒。
[0050] 裁体基质
[0051] 载体基质是水溶性的并且包含一种或多种水溶性热塑性材料。它还可以包含水溶 性添加剂和/或其它物质。
[0052] 载体基质优选包含至少一种水溶性热塑性聚合物,并且可以是两种或更多种水溶 性聚合物的混合物。不同水溶性聚合物可对不同工艺参数有影响,并且可例如提供平衡的 水溶性、熔体可加工性、机械性质以及/或者物理性质。
[0053] 水溶性载体基质在其与水溶液接触时溶解,从而使得封闭于水溶性载体基质中的 水不溶性颗粒从载体基质中释放。载体基质至少部分溶解,使微粒状水不溶性气味控制剂 (也称为颗粒)可与有气味的物质接触。优选地,水溶性材料完全溶解于水或水溶液中。
[0054] 适合的水溶性聚合物可含有赋予聚合物水溶性的一种或多种亲水性官能团。所述 官能团可以是例如羟基。适合的水溶性聚合物可以是例如聚氧化乙烯、聚乙烯醇、多糖、聚 丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯基吡啶以及聚乙烯吡咯烷。
[0055] 可由氧化乙烯单体与其衍生物形成的聚氧化乙烯(PEO)的分子量约50, 000至约 l,000,000g/mol,并且优选在100,000-600,000(g/mol)之间。如果分子量过低,那么聚合 物变得非常脆。然而,在本发明的一些实施方式中,脆性聚合物也是可用的。如果分子量过 高,那么聚合物可变得难以溶解于水溶液中。聚氧化乙烯具有无毒、对热稳定的优点,它们 对许多化学试剂是惰性的,并且它们不水解或劣化。
[0056] 聚乙烯醇容易用于膜形成工艺中,并且是水溶性的。适合的聚乙烯醇聚合物的分 子量可以是约3, 500至约700, 000 (g/mol)。
[0057] 多糖也可用于本发明的水溶性载体基质中。多糖可是是例如可溶于水的化学改性 的淀粉,诸如糊精。淀粉可衍生自例如小麦、玉米、糯玉米、高粱、稻米以及糯米;马铃薯;根 薯、甘薯以及竹芋。实例包括含有以下一种或多种的糖:葡萄糖、蔗糖、果糖、棉子糖、麦芽糖 葡萄糖、半乳糖、木糖、麦芽糖、乳糖、甘露糖以及赤藓糖;糖醇,诸如赤藓糖醇、木糖醇、麦芽 糖醇、甘露糖醇以及山梨糖醇;多元醇,例如乙二醇、甘油、丙二醇、二丙二醇、丁二醇以及己 二醇等。
[0058] 淀粉的分子量可在约3, 000-1,000, 000克/摩尔(g/mol)、优选约3, 000-5, OOOg/ 摩尔范围内。
[0059] 也可使用其它聚合物,诸如可由丙烯酰胺单体和其衍生物形成的聚丙烯酰胺、聚 乙烯胺、可由乙烯基吡啶单体形成的聚乙烯基吡啶,以及可由诸如乙烯基吡咯烷酮单体的 单体形成的聚乙烯吡咯烷。
[0060] 载体基质还可以包括水溶性添加剂,诸如增塑剂、稳定剂、改善分散性的试剂、pH 调节剂或抗微生物物质。添加剂可影响载体基质材料的可加工性或可为材料提供增加的气 味控制性质,例如如果载体基质的PH值可降低,或者如果抗微生物剂添加至载体基质中。
[0061] 气味棹制材料和其制各
[0062] 本发明的气味控制材料是借助于热成型来得到,诸如挤出。载体基质的热塑性材 料通常是以固体形式、例如以粒子形式提供。固体粒子可在熔融之前或在熔融之后或在加 热热塑性材料至热成型或挤出温度之后与微粒气味控制剂掺混。载体基质材料与微粒气味 控制剂混合以在热成型之前形成均匀分散体,然后分散体可例如被挤出以形成膜、纤维或 纤维网,微粒气味控制剂均匀分布在其中。以此方式,就可以进一步在各种产品中加工和 /或使用气味控制材料,同时将起尘问题减到最小,因为微粒气味控制剂
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