Способ дезодорирования - RU2652973C1

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение предлагает способ дезодорирования, применение поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция для дезодорирования, а также продукты для дезодорирования.

Как правило, запахи повсеместно присутствуют в окружающей среде. В то время как некоторые запахи воспринимаются как приятные, существуют также и другие, неприятные запахи, которые вызывают неприятное ощущение, и для устранения которых, таким образом, непрерывно предпринимаются многочисленные и разнообразные попытки.

Один источник неприятных запахов, например, представляют собой любого рода отходы жизнедеятельности человека и животных, включая выделения организма, в том числе жидкие и твердые. Однако существуют также и другие источники неприятных запахов, которые требуется устранять, такие как запахи, которые производят пищевые продукты, например, молочные продукты, мясо и рыба; или текстильные изделия, мебель и стеновые материалы.

Что касается биологических жидкостей человека или животных, существует постоянная потребность устранения их запаха, и для удовлетворения этой потребности непрерывно осуществляются разработки, например, в области личных гигиенических изделий, такие как гигиенические салфетки, ежедневные прокладки, изделия для страдающих недержанием взрослых, детские подгузники, бумажные полотенца, туалетная бумага и косметические салфетки, нетканые изделия для медицинских целей и т. д. Такие изделия часто используются для поглощения и удерживания биологических текучих сред и других выделений, производимых организмом человека.

Например, европейский патент № EP 0510619 A1 описывает широкое разнообразие материалов, которые доказали свою эффективность в определенных обстоятельствах в целях устранения неприятные запахов в составе абсорбирующих изделий личной гигиены. Европейский патент № EP 0959846 A1 описывает такие материалы, содержащие полиакрилатные суперабсорбенты и диоксид кремния. Европейский патент № EP 0811387 A1 описывает абсорбирующие изделия, содержащие дезодорирующую систему на основе цеолита и диоксида кремния. Европейский патент № EP 0963186 A1 описывает дезодорирующую систему, содержащую цеолиты, диоксид кремния и полиакриловые суперабсорбенты. Европейский патент № EP 0912149 A1 описывает хелатообразующие вещества для применения в целях дезодорирования в абсорбирующих изделиях, в частности, многофункционально замещенные ароматические хелатообразующие вещества.

Полимерные суперабсорбенты способны абсорбировать жидкость в большом объеме, но их действие не является очень быстрым. Производители салфеток и подгузников используют полимерные суперабсорбенты для абсорбции жидкости, но требуется потенциальное повышение скорости поглощения в целях предотвращения первоначального вытекания.

Кроме того, многие из используемых в настоящее время абсорбентов являются весьма специфическими и не могут использоваться одновременно для нескольких веществ, обладающих неприятным запахом.

Для решения этой проблемы были предложены, например, сочетания абсорбентов или абсорбентов и блокирующих обоняние веществ. Например, европейский патент № EP 2258408 A1 описывает абсорбирующее изделие, содержащий дезодорирующую систему, причем дезодорирующая композиция содержит дезодорирующие материалы двух классов, причем дезодорирующие материалы первого класса, такие как силикагель, альдегиды или мезопористые цеолиты, уменьшают запах посредством воздействия на неприятные запахи или неприятно пахнущие вещества, содержащиеся в абсорбирующем изделии, и дезодорирующие материалы второго класса уменьшают запах посредством блокирования рецепторов носа пользователя за счет летучей природы выбранных материалов, например, таких как ментол.

Кроме того, например, что касается применения в отношении пищевых продуктов, многие известные абсорбенты не могут использоваться, поскольку они являются опасными для здоровья, таким образом, что часто дезодорирование обеспечивается посредством герметизации источника запаха, что может приводить, однако, к нежелательному ускоренному разрушению. Таким образом, было бы в высокой степени желательным изготовление, например, оберточной бумаги или контейнеров, включающих неопасный материал, абсорбирующий любые имеющие неприятный запах вещества, например, вещества, которые выделяют молочные продукты, мясо или рыба. Такие же условия распространяются на дезодорирование, например, в холодильнике.

Существуют и другие многочисленные применения дезодорирования, такие как улучшение климатических условий в помещениях и т. д., причем наиболее распространенный подход к решению этой проблемы в настоящее время заключается в том, чтобы вытеснить один запах другим запахом, например, посредством применения в помещениях аэрозолей и других средств. Однако это не всегда оказывается желательным, и более предпочтительным является нейтральное дезодорирование.

В данном отношении следует отметить, что не просто любой материал, который способен абсорбировать, например, жидкости, имеющие неприятный запах, обязательно является также подходящим для устранения этого запаха, т. е. летучей части одоранта, и в таком случае в целях устранения запаха требуется удаление комплекса абсорбента и абсорбата.

В идеальном случае вещества для дезодорирования могут уменьшать неприятный запах посредством различных механизмов, например, они могут уменьшать количество имеющих неприятный запах молекул посредством механизмов абсорбции/адсорбции, и/или они могут реагировать с имеющими неприятный запах молекулами, превращая их в имеющие низкую летучесть/слабый запах молекулы, и/или они могут подавлять имеющие неприятный запах молекулы посредством снижения летучести, и/или они могут предотвращать образование неприятного запаха посредством ингибирования процессов разложения, вызываемых метаболической активностью микроорганизмов.

Таким образом, существуют многочисленные области применения дезодорирования, а также постоянная потребность в новых способах дезодорирования и соответствующих веществах, учитывая тот факт, что известные способы и вещества зачастую не являются подходящими для одновременного устранения нескольких запахов, или они не являются пригодными для применения в определенных областях, например, по соображениям безопасности или экономичности.

В настоящее время обнаружено, что карбонат кальция, у которого поверхность обрабатывается определенным способом, проявляет превосходные свойства абсорбции/адсорбции в целях устранения многих обычных неприятных запахов, что является особенно предпочтительным, учитывая тот факт, что карбонат кальция представляет собой распространенный и легкодоступный материал, не производящий никакого опасного воздействия на здоровье.

Таким образом, согласно настоящему изобретению, предлагается новый способ дезодорирования посредством введения в контакт поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция с одорантами, причем поверхностно-прореагировавший карбонат кальция представляет собой продукт реакции природного тонкодисперсного или осажденного карбоната кальция с диоксидом углерода и одной или несколькими кислотами, причем диоксид углерода образуется на месте применения посредством кислотной обработки и/или поступает из внешнего источника.

Карбонат кальция, который подвергается поверхностной обработке, может представлять собой природный тонкодисперсный карбонат кальция (GCC) или синтетический, т. е. осажденный карбонат кальция (PCC).

В качестве природного тонкодисперсного карбоната кальция предпочтительно выбираются содержащие карбонат кальция минералы, выбранные из группы, которую составляют мрамор, мел, доломит, известняк и их смеси. Осажденный карбонат кальция предпочтительно выбирается из группы, которую составляют осажденные карбонаты кальция, присутствующие в минералогических кристаллических формах арагонита, фатерита или кальцита, или их смеси.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, природный или осажденный карбонат кальция подвергается измельчению перед обработкой одной или несколькими кислотами и диоксидом углерода. Стадия измельчения может осуществляться с применением любого традиционного измельчающего устройства, такого как мельница для тонкого помола, известного специалисту в данной области техники.

Согласно предпочтительному способу изготовления природного и синтетического карбоната кальция, который является тонкодисперсным, например, посредством измельчения, или нет, суспендируется в воде. Суспензия имеет содержание природного или синтетического карбоната кальция, находящееся в интервале предпочтительно от 1 мас.% до 80 мас.%, предпочтительнее от 3 мас.% до 60 мас.% и еще предпочтительнее от 5 мас.% до 40 мас.% по отношению к массе суспензии.

На следующей стадии, кислота, которая, в контексте настоящего изобретения представляет собой кислоту Бренстеда (Brønsted), т. е. донор ионов H₃O⁺, добавляется в водную суспензию, содержащую природный или синтетический карбонат кальция. Предпочтительно кислота имеет значение pK_a при 25°C, составляющее 2,5 или менее.

Если значение pK_a при 25°C составляет 0 или менее, в качестве кислоты предпочтительно выбирается серная кислота, хлористоводородная кислота, или их смеси. Если значение pK_a при 25°C составляет от 0 до 2,5, в качестве кислоты предпочтительно выбирается H₂SO₃, MHSO₄^- (M⁺ представляет собой ион щелочного металла, выбранного из группы, которую составляют натрий, калий, литий или другие металлы группы I), H₃PO4, щавелевая кислота или их смеси.

Одна или несколько кислот могут добавляться в суспензию в форме концентрированного раствора или более разбавленного раствора. Молярное соотношение кислоты и природного или синтетического карбоната кальция составляет предпочтительно от 0,05 до 4 и предпочтительнее от 0,1 до 2.

В качестве альтернативы, оказывается также возможным добавление кислоты в воду, прежде чем суспендируется природный или синтетический карбонат кальция.

На следующей стадии природный или синтетический карбонат кальция обрабатывается диоксидом углерода. Если сильная кислота, такая как серная кислота или хлористоводородная кислота, используется для кислотной обработки природного или синтетического карбоната кальция, диоксид углерода автоматически образуется в достаточном количестве для достижения требуемой молярной концентрации. В качестве альтернативы или в качестве дополнения, диоксид углерода может поступать из внешнего источника.

Кислотная обработка и обработка диоксидом углерода могу осуществляться одновременно, и именно в таком случае используется сильная кислота. Оказывается также возможным осуществление кислотной обработки в первую очередь, например, с использованием кислоты средней силы, у которой значение pK_a находится в интервале от 0 до 2,5, а затем осуществляется обработка диоксидом углерода, поступающим из внешнего источника.

Концентрация газообразного диоксида углерода в суспензии, в пересчете на объем, устанавливается таким образом, что соотношение объема суспензии и объема газообразного CO₂ составляет предпочтительно от 1:0,05 до 1:20 и еще предпочтительнее от 1:0,05 до 1:5.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, стадия кислотной обработки и/или стадия обработка диоксидом углерода повторяются, по меньшей мере, один раз и предпочтительнее несколько раз.

После кислотной обработки и обработки диоксидом углерода значение pH водной суспензии, измеряемое при 20°C, естественным образом достигает уровня, составляющего более чем 6,0, предпочтительно более чем 6,5, предпочтительнее более чем 7,0, еще предпочтительнее более чем 7,5, и в результате этого получается поверхностно-прореагировавший природный или синтетический карбонат кальция в форме водной суспензии, у которой значение pH составляет более чем 6,0, предпочтительно более чем 6,5, предпочтительнее более чем 7,0, еще предпочтительнее более чем 7,5. Если водная суспензия может достигать равновесия, значение pH составляет более чем 7. Значение pH, составляющее более чем 6,0, может устанавливаться без добавления основания, когда перемешивание водной суспензии продолжается в течение достаточного периода времени, составляющего предпочтительно от 1 часа до 10 часов и предпочтительнее от 1 до 5 часов.

В качестве альтернативы, перед достижением равновесия, которое устанавливается при на уровне pH, составляющем более чем 7, значение pH водной суспензии может увеличиваться до уровня, составляющего более чем 6, посредством добавления основания после обработки диоксидом углерода. Может использоваться любое традиционное основание, такое как гидроксид натрия или гидроксид калия.

Дополнительные сведения в отношении изготовления поверхностно-прореагировавшего природного карбоната кальция описывают международная патентная заявка № WO 00/39222 A1, международная патентная заявка № WO 2004/083316 A1, международная патентная заявка № WO 2005/121257 A2, международная патентная заявка № WO 2009/074492 A1, европейский патент № EP 2264108 A1, европейский патент № EP 2264109 A1 и патентная заявка США № US 2004/0020410 A1, причем содержание этих документов включаются в настоящую заявку посредством соответствующей ссылки.

Поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, который является пригодным для использования согласно настоящему изобретению, может также изготавливаться посредством введения в контакт тонкодисперсного природного карбоната кальция, по меньшей мере, с одной растворимой в воде кислотой и с газообразным CO₂, причем одна или несколько вышеупомянутых кислот имеют значение pK_a, составляющее более чем 2,5 и составляющее менее чем или равное 7, когда оно измеряется при 20°C, и связанное с ионизацией первого доступного атома водорода, причем соответствующий анион, который образуется при потере этого первого доступного атома водорода, способен образовывать растворимые в воде соли кальция. После этого, по меньшей мере, одна растворимая в воде соль, которая в случае водородсодержащей соли имеет значение pK_a, составляющее более чем 7, когда оно измеряется при 20°C, и связанное с ионизацией первого доступного атома водорода, причем дополнительно вводится соответствующий анион, который способен образовывать нерастворимые в воде соли кальция.

В данном отношении, примерные кислоты представляют собой уксусная кислота, муравьиная кислота, пропионовая кислота и их смеси, примерные катионы вышеупомянутой растворимой в воде соли выбираются из группы, которую составляют катионы калия, натрия, лития и их смеси, а примерные анионы вышеупомянутой растворимой в воде соли выбираются из группы, которую составляют фосфат, дигидрофосфат, моногидрофосфат, оксалат, силикат, их смеси и соответствующие гидраты.

Дополнительные сведения в отношении изготовления этих поверхностно-прореагировавших природных карбонатов кальция описывают европейский патент № EP 2264108 A1 и европейский патент № EP 2264109 A1, содержание которых включается в настоящую заявку посредством соответствующей ссылки.

Аналогичным образом, получается поверхностно-прореагировавший осажденный карбонат кальция. Как можно выяснить в подробностях из международной патентной заявки № WO 2009/074492 A1, поверхностно-прореагировавший осажденный карбонат кальция получается посредством введения в контакт осажденного карбоната кальция с ионами H₃O⁺ и с анионами, солюбилизированными в водной среде и способными образовывать нерастворимые в воде соли кальция, в водной среде для образования суспензии поверхностно-прореагировавшего осажденного карбоната кальция, причем вышеупомянутый поверхностно-прореагировавший осажденный карбонат кальция содержит нерастворимую, по меньшей мере, частично кристаллическую соль кальция, которая содержит вышеупомянутый анион и образуется на поверхности, по меньшей мере, части осажденного карбоната кальция.

Вышеупомянутые солюбилизированные ионы кальция соответствуют избытку солюбилизированных ионов кальция по отношению к солюбилизированным ионам кальция, которые естественным путем образуются при растворении осажденного карбоната кальция под действием ионов H₃O⁺, где вышеупомянутые ионы H₃O⁺ присутствуют исключительно в форме противоионов по отношению к анионам, т. е. посредством добавления анионов в форме кислоты или не содержащей кальция соли кислоты и при отсутствии каких-либо дополнительных ионов кальция или источников, производящих ионы кальция.

Вышеупомянутые избыточные солюбилизированные ионы кальция предпочтительно вводятся посредством добавления растворимой нейтральной или кислой соли кальция или посредством добавления кислоты или нейтральной или кислой не содержащей кальция соли, которая производит растворимую нейтральную или кислую соль кальция на месте применения.

Вышеупомянутые ионы H₃O⁺ могут вводиться посредством добавления кислоты или кислой соли вышеупомянутого аниона или посредством добавления кислоты или кислой соли, которая одновременно служит в качестве источника всех или части вышеупомянутых избыточных солюбилизированных ионов кальция.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, для изготовления поверхностно-прореагировавшего природного или синтетического карбоната кальция, природный или синтетический карбонат кальция реагирует с кислотой и/или диоксидом углерода в присутствии, по меньшей мере, одного соединения, выбранного из группы, которую составляют силикат, диоксид кремния, гидроксид алюминия, алюминат щелочного металла, такой как алюминат натрия или калия, оксид магния или их смеси. В качестве, по меньшей мере, одного силиката предпочтительно выбирается силикат алюминия, силикат кальция или силикат другого щелочноземельного металла. Эти компоненты могут добавляться в водную суспензию, содержащую природный или синтетический карбонат кальция, перед добавлением кислоты и/или диоксида углерода.

В качестве альтернативы, один или несколько компонентов, представляющих собой силикат и/или диоксид кремния и/или гидроксид алюминия и/или алюминат щелочноземельного металла и/или оксид магния, могут добавляться в водную суспензию природного или синтетического карбоната кальция в то время, когда уже началась реакция природного или синтетического карбоната кальция с кислотой и диоксидом углерода.

Дополнительные сведения в отношении изготовления поверхностно-прореагировавшего природного или синтетического карбоната кальция в присутствии, по меньшей мере, одного или нескольких компонентов, представляющих собой силикат и/или диоксид кремния и/или гидроксид алюминия и/или алюминат щелочноземельного металла, описывает международная патентная заявка № WO 2004/083316 A1, причем содержание этого документа включается в настоящую заявку посредством соответствующей ссылки.

Поверхностно-прореагировавший природный или синтетический карбонат кальция может сохраняться в суспензии, причем его дополнительно стабилизирует необязательное диспергирующее вещество. Может использоваться традиционные диспергирующее вещества, известные специалисту в данной области техники. Предпочтительное диспергирующее вещество представляет собой полиакриловая кислота.

В качестве альтернативы, водная суспензия, которая описывается выше, может высушиваться.

Поверхностно-прореагировавший природный или осажденный карбонат кальция, который используется согласно настоящему изобретению, предпочтительно присутствует в форме высушенного порошка.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления, поверхностно-прореагировавший природный или синтетический карбонат кальция имеет удельную площадь поверхности, составляющую от 1 м²/г до 200 м²/г, предпочтительнее от 40 м²/г до 175 м²/г, предпочтительнее от 50 м²/г до 145 м²/г, особенно предпочтительнее от 60 м²/г до 90 м²/г, наиболее предпочтительнее от 70 м²/г до 80 м²/г при измерении методом BET с использованием азота согласно стандарту ISO 9277.

Оказывается предпочтительным, что поверхностно-прореагировавший карбонат кальция имеет объемный медианный диаметр зерен d₅₀, составляющий от 0,1 до 50 мкм, предпочтительно от 0,5 до 25 мкм, предпочтительнее от 0,8 до 20 мкм, в частности, от 1 до 10 мкм, например, от 4 до 7 мкм при измерении с помощью лазерной дифракционной системы Malvern Mastersizer 2000. Данный метод и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размеров зерен наполнителей и пигментов.

Поверхностно-прореагировавший карбонат кальция имеет внутричастичный интрузионный удельный объем пор, который находится в интервале предпочтительно от 0,150 до 1,300 см³/г и предпочтительнее от 0,178 до 1,244 см³/г и вычисляется измерениям методом ртутной интрузионной порометрии, как описывается в экспериментальной части. Полный поровый объем, который определяется по совокупным интрузионным данным, может быть разделен на две области, где интрузионные данные составляют от 214 мкм до приблизительно 1-4 мкм, показывая упаковку крупных частиц образца между любыми агломератными структурами, вносящими значительные вклады. В области диаметров ниже этих пределов находится упаковка мелких частиц между самими частицами. Если они также имеют внутричастичные поры, то эта область оказывается бимодальной. В совокупности эти три области составляют полный итоговый поровый объем порошка, но он зависит в значительной степени от уплотнения исходного образца/усадки порошка у области крупных частиц в распределении.

Когда вычисляется первая производная совокупной интрузионной кривой, получаются распределения пор по размерам на основе эквивалентного диаметра Лапласа (Laplace), неизбежно включающие экранирование пор. Дифференциальные кривые четко показывают крупные область крупных агломератных пористых структур, область межчастичных пор и область внутричастичных пор, если они присутствуют. Если известен интервал диаметров внутричастичных пор, оказывается возможным вычитание остаточного внутричастичного и внутриагломератного порового объема из полного порового объема для вычисления желательного удельного объема пор, которые представляют собой только внутренние поры, в качестве удельного объема пор в расчете на единицу массы. Разумеется, такой же принцип вычитания распространяется на выделение любой из других рассматриваемых областей размеров пор.

Размер пор поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция находится предпочтительно в интервале от 10 до 100 нм, предпочтительнее в интервале от 20 и 80 нм, в частности, от 30 до 70 нм, например, 50 нм, что определяется в результате измерений методом ртутной порометрии.

Поверхностно-прореагировавший карбонат кальция может присутствовать в форме порошка и/или гранул. Он может также присутствовать в форме суспензий или составлять часть геля, если это целесообразно. Оказывается особенно предпочтительным, если он присутствует в форме порошка и/или гранул.

Гранулы могут изготавливаться посредством обычных процессов гранулирования, в качестве которых выбираются процессы гранулирования из расплава или в сухом или влажном состоянии, а также посредством уплотнения с помощью валков.

Особенно предпочтительный способ изготовления поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция, содержащего гранулы, описывает неопубликованная европейская патентная заявка № 14170578. Согласно этому способу влажного гранулирования, поры частиц поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция сначала насыщаются одной или несколькими жидкостями для гранулирования, а после этого добавляются одно или несколько связующих веществ.

В данном отношении, жидкость может, как правило, представлять собой любую жидкость, которая обычно используется в области гранулирования, и предпочтительно она представляет собой воду, поскольку вода она не действует в качестве активного ингредиента, который производит специфическое воздействие на организм и может вызывать специфическую реакцию.

Насыщение жидкостью может осуществляться посредством добавления жидкости в сухой или частично насыщенный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, или, если поверхностно-прореагировавший карбонат кальция присутствует в форме суспензии или отфильтрованного осадка, насыщение может также осуществляться посредством удаления избытка жидкости. Это может осуществляться с применением термических или механических способов, известных специалисту в данной области техники. Частицы определяются в качестве насыщенных жидкостью, если весь их внутричастичный поровый объем заполняется жидкостью.

Связующие вещества, которые могут использоваться, представляют собой вещества, хорошо известные в технике гранулирования, такие как карбоксиметилцеллюлоза или поливинилпиролидон, и они могут также проявлять дезинтегрирующие свойства в определенных условиях.

Одно или несколько связующих веществ добавляются в сухой форме или в форме эмульсий, дисперсий или растворов в насыщенный жидкостью поверхностно-прореагировавший карбонат кальция в количестве, составляющем от 0,5 до 50 мас.% по отношению к массе поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция. Связующее вещество может добавляться в перемешивающее устройство одновременно или после добавления насыщенного жидкостью поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция, причем может оказаться необходимым регулирование количества связующего вещества, поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция и/или насыщенного жидкостью карбоната кальция после объединения насыщенного жидкостью поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция и одно или нескольких связующих веществ.

Смесь имеет соответствующую консистенцию, которая обеспечивает достижение желательного размера гранул, или распределения гранул по размерам, соответственно, и при которой может продолжаться перемешивание.

В качестве оборудования для гранулирования может выбираться оборудование, которое традиционно используется для целей гранулирования. Таким образом, перемешивающее устройство может выбираться из группы, которую составляют смесители от компании Eirich, сушилки в псевдоожиженном слое/грануляторы/смесители, смесители от компании Lödige и т. д.

После того, как завершается процесс гранулирования, жидкость удаляется посредством отделения жидкости от образующихся в результате гранул.

Получаемые в результате гранулы могут иметь размеры в широком интервале, причем фракции гранул, которые различаются по размерам, могут разделяться традиционными способами, такими как просеивание.

Как правило, гранулы могут иметь объемный медианный размер гранул, составляющий от 0,1 до 6 мм, предпочтительно от 0,2 до 5 мм и предпочтительнее от 0,3 до 4 мм. В зависимости от заданного применения гранул, могут быть получены фракции гранул, размеры которых составляют от 0,3 до 0,6 мм или 1 мм до 4 мм, а также зерна, размеры которых составляют от 0,6 до 1 мм или 1 до 2 мм, что определяется методом ситового фракционирования.

Гранулы, содержащие поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, могут иметь удельную площадь поверхности, составляющую от 1 до 175 м²/г, предпочтительно от 2 до 145 м²/г, предпочтительнее от 10 до 100 м²/г, особенно предпочтительно от 20 до 70 м²/г и наиболее предпочтительно от 30 до 40 м²/г при измерении методом Брунауэра-Эммета-Теллера (Brunauer-Emmett-Teller, BET) с использованием азота согласно стандарту ISO 9277.

Гранулы, получаемые способом согласно настоящему изобретению, оказываются более устойчивыми, чем гранулы, получаемые без связующего вещества или посредством влажного гранулирования без предварительного насыщения жидкостью поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция.

"Запах" согласно настоящему изобретению, как правило, определяется как одно или несколько испаряющихся химических соединений, которые обычно присутствуют в очень низкой концентрации, и которые люди или другие животные воспринимают посредством своего чувства обоняния. Соответственно, "одорант" представляет собой химический соединение, которое имеет запах или аромат, т. е. достаточную летучесть, чтобы перемещаться в обонятельную систему, расположенную в верхней части носа.

Предпочтительные запахи, которые устраняются согласно настоящему изобретению, представляют собой запахи, которые вызывают неприятное ощущение, т. е. неприятные запахи, но не ограничиваются этим.

Источники таких запахов могут представлять собой одоранты, которые предпочтительно выбираются из группы, которую составляют одоранты, содержащиеся в жидкостях и выделениях организмов человека и животных, таких как менструальные выделения, кровь, плазма, кровянисто-гнойные выделения; вагинальные выделения, слизь, молоко, моча; фекалии; рвотная масса и пот; одоранты, образующиеся при гниении, например, ткани человека или животных; пищевые продукты, такие как молочные продукты, мясо и рыба; фрукты, такие как плоды дуриана; текстильные изделия; мебель; детали салонов автомобилей; и стеновые материалы.

В частности, эти одоранты могут выбираться из группы, которую составляют амины, такие как триэтиламин, диэтиламин, триметиламин, диаминобутан, тетраметилендиамин, пентаметилендиамин, пиридин, индол, 3-метилиндол; карбоновые кислоты, такие как пропионовая кислота, масляная кислота, 3-метилмасляная кислота, 2-метилпропионовая кислота, капроновая кислота; сероорганические соединения, такие как тиолы, например, метантиол, фосфорорганические соединения, такие как метилфосфин, диметилфосфин; соответствующие производные и их смеси.

Таким образом, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, способ дезодорирования включает применение поверхностно-прореагировавшего карбонат кальция, который содержат подгузники, женские гигиенические изделия, такие как прокладки, ежедневные прокладки, гигиенические салфетки, тампоны; изделия для страдающих недержанием; дезодорирующие композиции; бумажные полотенца, туалетная бумага и косметические салфетки; нетканые изделия, такие как протирочные салфетки и медицинские изделия; упаковочный материал, предпочтительно пластмассовый, бумажный или картонный упаковочный материал, такой как оберточная бумага, упаковочный картон; однослойные многослойные конструкции; проницаемые пакеты; абсорбирующие/адсорбирующие прокладки; бумажные изделия, предпочтительно бумажные листы, которые может наполнять и/или покрывать поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, и в которых присутствует или отсутствует адгезионный слой; наполнитель для туалета животных; конструкционный и строительный материал; препараты из компоста и органические удобрения.

Соответственно, согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается продукт для дезодорирования, который содержит поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, и он предпочтительно выбранный из группы, которую составляют подгузники, женские гигиенические изделия, такие как прокладки, ежедневные прокладки, гигиенические салфетки и тампоны; изделия для страдающих недержанием; дезодорирующие композиции; бумажные полотенца, туалетная бумага и косметические салфетки; нетканые изделия, такие как протирочные салфетки и медицинские изделия; упаковочный материал, такой как оберточная бумага, упаковочный картон; однослойные многослойные конструкции; проницаемые пакеты; абсорбирующие/адсорбирующие прокладки; бумажные изделия, предпочтительно бумажные листы, которые может наполнять и/или покрывать поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, и в которых присутствует или отсутствует адгезионный слой; наполнитель для туалета животных; конструкционный и строительный материал; препараты из компоста и органические удобрения.

В данном отношении, как правило, оказывается возможным включение поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция в любые хорошо известные изделия в форме отдельного слоя в многослойных системах или в качестве добавки, которая вводится, например, в существующие абсорбирующие жидкость слои, в качестве наполнителя, который содержит, например, бумага или пластмасса, например, оберточная бумага, или в качестве покрытия, в форме пакетов или в любой другой форме, которая обеспечивает контакт одоранта и/или его летучей фазы с поверхностно-прореагировавшим карбонатом кальция.

Кроме того, может оказаться предпочтительным печатное нанесение поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция, например, посредством краскоструйной печати, флексографии или глубокой печати, на материал, такой как бумага.

Следующие чертежи, примеры и испытания иллюстрируют настоящее изобретение, но не предназначаются для ограничения настоящего изобретения каким-либо образом.

Описание чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует результаты исследований абсорбции/адсорбции триэтиламина с использованием нескольких известных абсорбентов/адсорбентов и порошка поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 иллюстрирует результаты исследований абсорбции/адсорбции диэтиламина и триэтиламина с использованием нескольких известных абсорбентов/адсорбентов и гранул поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция согласно настоящему изобретению.

Фиг. 3 иллюстрирует результаты исследований абсорбции/адсорбции масляной кислоты, 3-метилмасляной кислоты и капроновой кислоты с использованием нескольких известных абсорбентов/адсорбентов и гранул поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция согласно настоящему изобретению.

Фиг. 4 иллюстрирует результаты исследований абсорбции/адсорбции масляной кислоты с использованием нескольких известных абсорбентов/адсорбентов и порошков и гранул поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция согласно настоящему изобретению.

Фиг. 5 иллюстрирует результаты исследований абсорбции/адсорбции масляной кислоты с использованием нескольких известных абсорбентов/адсорбентов и порошков поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция в зависимости от удельной площади поверхности.

Фиг. 6 иллюстрирует результаты исследований по оценке интенсивности запаха мочи в подгузниках, в которых присутствует или отсутствует поверхностно-прореагировавший карбонат кальция.

Фиг. 7 иллюстрирует результаты исследований по гедонической оценке мочи подгузниках, в которых присутствует или отсутствует поверхностно-прореагировавший карбонат кальция.

Примеры

1. Методы измерения

Для оценки параметров, представленных в примерах и формуле изобретения, были использованы следующие методы измерения.

Удельная площадь поверхности (SSA) материала по методу BET

Удельную площадь поверхности по методу BET измеряли, осуществляя метод BET согласно стандарту ISO 9277 с использованием азота после кондиционирования образца посредством нагревания при 250°C в течение 30-минутного периода. Перед данным измерением образец отфильтровывали, промывали и высушивали в печи при 110°C в течение, по меньшей мере, 12 часов.

Распределение частиц по размерам (объемная процентная доля частиц, у которых диаметр составляет менее чем заданное значение X), значение d₅₀ (объемный медианный диаметр зерен) и значение d₉₈ зернистого материала

Объемный медианный диаметр зерен d50 определяли с использованием лазерной дифракционной системы Malvern Mastersizer 2000. Значение d₅₀ или d₉₈, измеряемое с использованием лазерной дифракционной системы Malvern Mastersizer 2000, представляет собой такое значение диаметра, что 50% или 98% объема, соответственно, составляют частицы, у которых диаметр составляет менее чем соответствующее значение. Необработанные данные, получаемые посредством измерения, анализировали с применением теории Ми (Mie), учитывая, что частицы имеют показатель преломления 1,57 и показатель поглощения 0,005.

Массовый медианный диаметр зерен определяли методом седиментации, который представляет собой анализ седиментационного поведения в поле силы тяжести. Измерение осуществляли, используя прибор Sedigraph™ 5100 от компании Micromeritics Instrument Corporation. Данный метод и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размеров зерен наполнителей и пигментов. Измерение осуществляли в водном растворе 0,1 мас.% Na₄P₂O₇. Образцы диспергировали, используя высокоскоростной смеситель и ультразвуковую обработку.

Данные методы и приборы известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размеров зерен наполнителей и пигментов.

Пористость/Поровый объем

Пористость или поровый объем измеряли, используя ртутный поромер Micromeritics Autopore IV 9500, имеющий максимальное прилагаемое давление ртути, составляющее 414 МПа (60000 фунтов на квадратный дюйм), что является эквивалентным лапласовскому проходному диаметру на нанометровом уровне (0,004 мкм). Время установления равновесия, используемое на каждом уровне давления, оставляло 20 секунд. Образец материала для анализа запаивали в камеру порошкового пенетрометра объемом 5 мл. В данные вносили поправки на сжатие ртути, расширение пенетрометра и сжатие образца материала, используя программное обеспечение Pore-Comp (см. статью P. A. C. Gane, J. P. Kettle, G. P. Matthews и C. J. Ridgway, "Структура порового пространства сжимающихся полимерных сфер и содержащих консолидированный карбонат кальция композиций для покрытия бумаги", Industrial and Engineering Chemistry Research (Промышленные и химико-технологические исследования), 1996 г., т. 35, № 5, с. 1753-1764).

2. Материал и оборудование

2.1. Оборудование

- Сорбционная трубка из нержавеющей стали, имеющая диаметр 0,25 дюйма (6,35 мм) и длину 3,5 дюйма (88,9 мм) от компании Sigma Aldrich

- Термическая десорбционная трубка, содержащая адсорбирующий полимер Tenax® TA на основе 2,6-дифениленоксида, имеющая диаметр 0,25 дюйма (6,35 мм) и длину 3,5 дюйма (88,9 мм) от компании Sigma Aldrich

- Насос модели Pocket Pump серии 210-1000 от компании SKC Inc. (Эйти Фор, штат Пенсильвания, США)

- Масс-спектрометр с блоком термической десорбции и газовым хроматографом (TD-GC-MS):

Блок термической десорбции TurboMatrix от компании Perkin Elmer

Температурный режим: трубка 300°C, клапан 195°C, переход 200°C, низкотемпературная ловушка -20°C, высокотемпературная ловушка 300°C

Время: десорбция 10 минут, продувание 1,0 минута, удерживание в ловушке 5,0 минут

Пневматические параметры: колонка 95 кПа, выпускная щель 50 мл/мин, впускная щель 40 мл/мин, десорбция 30 мл/мин

Газовый хроматограф AutoSystem XL от компании Perkin Elmer

Колонка: Optima 5 Accent, имеющая размер частиц 1,0 мкм, длину 60 и диаметр 0,32 мм, от компании Macherey-Nagel

Температура печи: 110°C в течение 15 минут (амины)

Температура печи: 130°C в течение 10 минут (кислоты)

Масс-спектрометр Turbo Mass от компании Perkin Elmer

Задержка растворителя 0,0 минут

Полное сканирование при соотношении массы и заряда (m/z) от 25 до 350 (EI⁺)

2.2. Материал

Абсорбенты

- Millicarb OG (природный тонкодисперсный карбонат кальция, имеющий d₅₀=3 мкм, от компании Omya AG)

- Каолиновая глина (CAS № 1332-58-7 от компании Sigma-Aldrich)

- Морской песок (диоксид кремния) (CAS № 60676-86-0)

- Вермикулит, имеющий удельную площадь поверхности по методу BET 4,3 м2/г

- Диатомит, имеющий удельную площадь поверхности по методу BET 5,6 м2/г

- Активированный уголь, имеющий удельную площадь поверхности по методу BET1400 м2/г)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 1), имеющий d₅₀=4,3 мкм, d₉₈=8,6 мкм, SSA=51,6 м²/г

SRCC 1 получали посредством изготовления 8 л водной суспензии тонкодисперсного карбоната кальция в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц измельченного во влажном состоянии карбоната кальция (мрамора), содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 20 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии. В процессе перемешивания суспензии 1,22 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты и 0,4% гексадекагидрата сульфата алюминия, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. После добавления раствора перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 1 составляет 0,644 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,26)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 2), имеющий d₅₀=3,7 мкм, d₉₈=8,1 мкм, SSA=72,76 м²/г

SRCC 2 получали посредством изготовления 8 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 20 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 1,2 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. Одновременно с началом добавления раствора фосфорной кислоты 0,92 кг водного раствора, содержащего 10 мас.% силиката натрия, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение периода, составляющего 14 минут. После добавления двух растворов перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 2 составляет 0,491 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,14 мкм).

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 3), имеющий d₅₀=3,5 мкм, d₉₈=7,6 мкм, SSA=92,3 м²/г

SRCC 3 получали посредством изготовления 8 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 20 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 1,2 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. Через две минуты после начала добавления раствора фосфорной кислоты, 0,37 кг водного раствора, содержащего 25 мас.% лимонной кислоты добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение периода, составляющего 0,5 минуты. После добавления двух растворов перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 3 составляет 0,258 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,09)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 4), имеющий d₅₀=5,5 мкм, d₉₈=10,6 мкм, SSA=141,5 м²/г

SRCC 4 получали посредством изготовления 8 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 16 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 3 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. Через две минуты после начала добавления раствора фосфорной кислоты 0,36 кг водного раствора, содержащего 25 мас.% лимонной кислоты, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение периода, составляющего 0,5 минут. После добавления двух растворов перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 4 составляет 1,025 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,33)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 5), имеющий d₅₀=5,1 мкм, d₉₈=9,8 мкм, SSA=51,4 м²/г

SRCC 5 получали посредством изготовления 10 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 15 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 1,7 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. После добавления раствора перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 5 составляет 1,154 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,51)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 6), имеющий d₅₀=5,0 мкм, d₉₈=9,6 мкм, SSA=62,2 м²/г

SRCC 6 получали посредством изготовления 10 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 15 мас.%, по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 1,7 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. Через четыре минуты после начала добавления раствора фосфорной кислоты, 41 г водного раствора, содержащего трехзамещенный цитрат натрия, добавляли как отдельный поток в суспензию в течение периода, составляющего 0,5 минут. После добавления раствора перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 6 составляет 1,086 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,41)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 7), имеющий d₅₀=5,1 мкм, d₉₈=9,8 мкм, SSA=77,1 м²/г

SRCC 7 получали посредством изготовления 10 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 15 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 1,7 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. Одновременно с началом добавления раствора фосфорной кислоты 0,88 кг водного раствора, содержащего 7,5 мас.% силиката натрия, добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение периода, составляющего 10 минут. После добавления двух растворов перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 7 составляет 1,108 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,41)

- Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC 8), имеющий d₅₀=4,4 мкм, d₉₈=8,6 мкм, SSA=39,9 м²/г

SRCC 8 получали посредством изготовления 10 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 15 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии 0,83 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. После добавления раствора перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция SRCC 8 составляет 0,412 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,17)

- Гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция 1

В качестве исходного материала для гранулирования изготавливали следующий порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция SRCC 9 (_d50=6,6 мкм, d₉₈=13,7 мкм, SSA=59,9 м²/г):

Изготавливали 350 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего полиакрилатное диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Hustadmarmor AS, имеющего массовый медианный размер частиц, составляющий 1,3 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 10 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В процессе перемешивания суспензии при скорости 6,2 м/с 11,2 кг фосфорной кислоты добавляли в форме водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты, в вышеупомянутую суспензию в течение 20-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. После добавления кислоты перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали с использованием воздушной струи в сушилке.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор данного поверхностно-прореагировавшего карбонат кальция составляет 0,939 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,51 мкм).

400 г этого поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция добавляли в смеситель Lödige модели L5 объемом 5 л от компании Gebr. Lödige Maschinenbau GmbH (Падерборн, Германия). После этого добавляли 400 г водного раствора, содержащего 3 мас.% натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы от компании Sigma Aldrich (средняя молекулярная масса 90000 г/моль; CAS № 9004-32-4), используя пульверизатор, в процессе перемешивания порошка с помощью мешалки, переменная скорость которой составляла от 500 об/мин до максимального уровня, составляющего 999 об/мин, главным образом, от 700 до 999 об/мин, и резака до тех пор, пока материал не приобретал несколько комковатый вид. После этого образец превращался в пасту. Обработку продолжали, добавляя 100 г сухого поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция. Перемешивание образца продолжали в течение нескольких минут до тех пор, пока не образовались индивидуальные гранулы. После этого образец извлекали и высушивали при 90°C в течение 12 часов.

- Гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция 2 и 3

530 г порошка SRCC 9 насыщали водой, обеспечивая содержание твердых частиц, составляющее 61 мас.%, и помещали в смеситель Lödige. После этого добавляли 26 г сухой натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы от компании Sigma Aldrich (средняя молекулярная масса 90000 г/моль; CAS № 9004-32-4) и композицию перемешивали в течение нескольких минут, обеспечивая надлежащее перемешивание. После этого, используя пульверизатор, в течение некоторого времени добавляли водопроводную воду в процессе перемешивания порошка с помощью мешалки, переменная скорость которой составляла от 500 об/мин до максимального уровня, составляющего 999 об/мин, главным образом, от 700 до 999 об/мин, и резака до тех пор, пока материал не приобретал несколько комковатый вид. При этом добавляли небольшое количеств воды, и образец превращался в пасту. Обработку продолжали, добавляя 100 г сухого поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция. Перемешивание образца продолжали в течение нескольких минут до тех пор, пока не образовались индивидуальные гранулы. Конечное содержание твердых частиц в данном образце составляло 65 мас.%. После этого образец извлекали и высушивали при 90°C в течение 12 часов.

Высушенный образец просеивали на сите от компании Retsch, получая отдельные фракции гранул, различающихся по размерам, которые составляли до 0,3 мм, от 0,3 до 0,6 мм, от 0,6 до 1 мм и от 1 до 2 мм.

Для дальнейших исследований были использованы следующие фракции, где x представляет собой размер частиц в форме гранул:

гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция 2: 0,6 мм < x < 1 мм

гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция 3: 0,3 мм < x < 0,6 мм

Одоранты

- Диэтиламин (Sigma Aldrich, CAS № 109-89-7)

- Триэтиламин (Sigma Aldrich, CAS № 121-44-8)

- Масляная кислота (Sigma Aldrich, CAS № 107-92-6)

- 3-Метилмасляная кислота (Sigma Aldrich, CAS № 503-74-25)

- Капроновая кислота (Sigma Aldrich, CAS № 142-62-1)

3. Исследования абсорбции/адсорбции

3.1. Порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция

Изготавливали концентрированный водный раствор, содержащий 1500 мг/л триэтиламина. Для осуществления исследований абсорбции/адсорбции абсорбционную/адсорбционную трубку заполняли, используя:

Пример 1: абсорбент/адсорбент отсутствует

Пример 2: 0,4 г смеси 1 г морского песка и 0,5 г Millicarb OG

Примеры 3-6: 0,4 г смеси 1 г морского песка и 0,5 г порошкообразного SRCC 1-4, соответственно

Перед сорбционной трубкой устанавливали флакон, содержащий 10 мкл изготовленного концентрированного раствора на основе триэтиламина, после трубки устанавливали термическую десорбционную трубку, содержащую Tenax TA.

В течение 5 минут воздух всасывали из наполненного одорантом флакона через обе трубки, используя насос Pocket Pump (SKC) со скоростью 80 мл/мин при комнатной температуре (23°C). После этого содержание одоранта в трубке Tenax TA анализировали, используя масс-спектрометр, содержащий блок термической десорбции и газовый хроматограф.

Площадь под обнаруженным пиком пропорционально соответствует концентрации одоранта. Таким образом, абсорбция/адсорбция одоранта различными материалами может сравниваться посредством площади пика.

Исследования повторяли несколько раз. Среднее значения полученных результатов кратко представлены на фиг. 1, иллюстрирующем полученную относительную абсорбционную/адсорбционную способность соответствующих образцов, причем 100% означает максимальное значение, определяемое для холостого образца (пример 1).

Как можно четко наблюдать на основании этих результатов, происходит лишь весьма низкая абсорбция/адсорбция триэтиламина традиционным природным тонкодисперсным карбонатом кальция (Millicarb OG). Однако результат оказывается совершенно иным, когда используется порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция, проявляющий сорбцию на значительно более высоких уровнях.

На основании этих наблюдений были осуществлены дополнительные эксперименты, в которых использовались другие одоранты и гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция.

3.2. Гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция

Были изготовлены следующие концентрированные водные растворы, имеющие соответствующие концентрации:

Диэтиламин: 3000 мг/л

Триэтиламин: 1500 мг/л

Масляная кислота: 1000 мг/л

3-Метилмасляная кислота: 1000 мг/л

Капроновая кислота: 1600 мг/л

Для осуществления исследований абсорбции/адсорбции сорбционную трубку заполняли, используя:

Пример 7: абсорбент/адсорбент отсутствует

Пример 8: 0,4 г смеси 1 г морского песка и 0,5 г Millicarb OG

Пример 9: 0,4 г смеси 1 г морского песка и 0,5 г каолиновая глина

Пример 10: 0,4 г гранулированного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция 1

Перед абсорбционной трубкой устанавливали флакон, содержащий 10 мкл соответствующего концентрированного раствора, после трубки устанавливали термическую десорбционную трубку, содержащую Tenax TA.

В течение 5 минут воздух всасывали из наполненного одорантом флакона через обе трубки, используя насос Pocket Pump (SKC) со скоростью 80 мл/мин при комнатной температуре (23°C). После этого содержание одоранта в трубке Tenax TA анализировали, используя масс-спектрометр, содержащий блок термической десорбции и газовый хроматограф.

Площадь под обнаруженным пиком пропорционально соответствует концентрации одоранта. Таким образом, абсорбция/адсорбция одоранта различными материалами может сравниваться посредством площади пика.

Исследования повторяли несколько раз. Среднее значения полученных результатов кратко представлены на фиг. 2 и 3, иллюстрирующих полученную относительную абсорбционную/адсорбционную способность соответствующих образцов, причем 100% означает максимальное значение, определяемое для холостого образца (пример 7).

Как можно четко наблюдать на основании этих результатов, происходит лишь весьма низкая абсорбция/адсорбция диэтиламина и триэтиламина традиционным природным тонкодисперсным карбонатом кальция (Millicarb OG). С другой стороны, эти одоранты практически полностью абсорбируются/адсорбируются гранулированным поверхностно-прореагировавшим карбонатом кальция.

Что касается масляной кислоты, 3-метилмасляной кислоты и капроновой кислоты, которые достаточно хорошо адсорбируются каолиновой глиной, эти результаты могут даже улучшаться посредством использования гранулированного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция.

Кроме того, в отличие, например, от природного тонкодисперсного карбоната кальция или каолиновой глины, гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция 1 способен одинаково хорошо абсорбировать/адсорбировать одоранты, относящиеся к различным химическим классам.

Помимо этих количественных исследований, осуществляли обонятельное испытание, в котором оказалось, что образец гранулированного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция, содержащий абсорбированную или адсорбированную масляную кислоту, 3-метилмасляную кислоту и капроновую кислоту, не проявляет никакого запаха, в то время как образец каолиновой глины проявлял неприятный запах.

Обнаружение этого факта привело к дополнительным обонятельным испытаниям, которые подробно описываются ниже.

3.3. Дополнительные исследования абсорбции/адсорбции масляной кислоты

Поскольку масляная кислота обладает одним из наиболее неприятных запахов в пищевом секторе, были выполнены дополнительные оценки в отношении этого одоранта.

Изготавливали концентрированный водный раствор масляной кислоты, имеющий концентрацию 5 мас.%.

Для осуществления сорбционных исследований сорбционную трубку заполняли следующим образом:

Пример 11: абсорбент/адсорбент отсутствует

Пример 12: силикагель

Пример 13: вермикулит

Пример 14: диатомит

Пример 15: активированный уголь

Пример 16: каолиновая глина

Пример 17: Millicarb OG

Примеры 18-21: порошкообразный SRCC 5-8, соответственно

Примеры 22 и 23: гранулированный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция (SRCC) 2 и 3, соответственно

В лабораторный стакан помещали навески 0,2000 г стекловаты и 0,8000 г соответствующего абсорбента/адсорбента (за исключением гранул, которые использовали в чистом виде). Смесь разрезали ножницами до тех пор, пока не получалась однородная смесь. В сорбционную трубку помещали 60 мг смеси абсорбента и стекловаты или 48 мг гранулированного SRCC 2 или 3, соответственно. Перед сорбционной трубкой устанавливали флакон, содержащий 10 мкл концентрированного раствора масляной кислоты, после трубки устанавливали термическую десорбционную трубку, содержащую Tenax TA. После того, как трубку заполнял концентрированный раствор, ее нагревали на водяной бане при 40°C. После этого в течение 5 минут воздух всасывали из наполненного одорантом флакона через обе трубки, используя насос Pocket Pump (SKC) со скоростью 80 мл/мин при 40°C. После этого содержание одоранта в трубке Tenax TA анализировали, используя масс-спектрометр, содержащий блок термической десорбции и газовый хроматограф.

Площадь под обнаруженным пиком пропорционально соответствует концентрации одоранта. Таким образом, абсорбция/адсорбция одоранта различными материалами может сравниваться посредством площади пика.

Исследования повторяли несколько раз. Среднее значения полученных результатов кратко представлены на фиг. 4, иллюстрирующем полученную относительную абсорбционную/адсорбционную способность соответствующих образцов, причем 100% означает максимальное значение, определяемое для холостого образца (пример 11).

Как можно видеть на фиг. 4, сорбционная способность любого поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция из образцов порошкообразных и гранулированных SRCC оказывается значительно выше, чем сорбционная способность, которую проявляют традиционный природный тонкодисперсный карбонат кальция, а также вермикулит, диатомит и каолиновая глина.

По сравнению с силикагелем и активированным углем, порошкообразный поверхностно-прореагировавший карбонат кальция проявляет, по меньшей мере, сопоставимые значения, причем следует отметить, что силикагель, а также активированный уголь имеют значительно более высокую удельную площадь поверхности, и, таким образом, сорбционная способность в расчете на единицу площади поверхности оказывается значительно выше, чем в случае силикагеля и активированного угля (см. фиг. 5).

4. Обонятельные исследования

В представленных ниже исследованиях испытатели осуществляли сравнительные органолептические измерения запаха мочи в изделиях для страдающих недержанием. Для этой цели изделия, в которых присутствует и отсутствует поверхностно-прореагировавший карбонат кальция согласно настоящему изобретению, сравнивали в отношении параметров интенсивности запаха (сильный запах/отсутствие запаха) и гедоническая оценка (приятный/неприятный).

4.1. Методы измерения

Запах может быть определен несколькими параметрами запаха. Измерение этих параметров описывается в различных руководствах, из которых были использованы следующие документы:

- Интенсивность (Союз немецких инженеров (VDI), техническое правило 3882 «Обонятельное измерение (одориметрия); определение интенсивности запаха», дата публикации: октябрь 1992 г.; издательство Beuth)

- Гедоническое ощущение запаха (техническое правило VDI 3882 и стандарт ISO 16000-28)

Измерения запаха осуществляла группа из 12 испытателей и одного руководителя. Участники группы испытателей проходили обучение и отбор согласно стандарту DIN EN 13725:2003 [1].

4.1.1. Интенсивность запаха

Измерение интенсивности осуществляется посредством шкалы уровней интенсивности от оценки "запах не ощущается" (0) до "чрезвычайно сильный запах" (6) согласно техническому правилу VDI 3882.

Для измерения интенсивности запаха испытатели определяли свое ощущение запаха по следующим уровням, которые представлены в таблице 1:

Таблица 1

В данном отношении уровень 1 определяется, если превышается порог обнаружения запаха, и это означает уверенность испытателя в том, что запах был обнаружен, даже если оказывается невозможным четкое измерение определенного качества запаха.

После этого вычислялось среднее арифметическое значение соответствующих индивидуальных оценок, выставленных участниками группы испытателей.

4.1.2. Гедоническое ощущение запаха

Гедоническая оценка означает впечатление от запаха, создающего приятное или неприятное ощущение. Для оценки гедонического ощущения запаха использовалась следующая шкала приятности запаха:

После этого вычислялось среднее арифметическое значение соответствующих индивидуальных оценок, выставленных участниками группы испытателей.

4.2. Экспериментальная процедура

4.2.1 Материалы

Были использованы следующие материалы:

- два тканевых подгузника Alana (100% хлопок; поставщик dm-drogerie markt GmbH+Co. KG)

- полиэтилентерефталатные пакеты Nalophan для образцов запахов (поставщик Odournet GmbH)

- устройство PureSniff (поставщик Odournet GmbH)

- 20 г порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция (SRCC 10), имеющего d₅₀=6,1 мкм, d₉₈=14,2 мкм, SSA=144,9 м²/г

SRCC 10 получали посредством изготовления 350 л водной суспензии измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, содержащего диспергирующее вещество, добавляемое в процессе измельчения, в смесительном резервуаре, регулируя содержание твердых частиц тонкодисперсного карбоната кальция (мрамора) от компании Omya Avenza SPA, имеющего массовое распределение частиц по размерам, в котором 90 мас.% составляли частицы мельче 2 мкм, что определялось методом седиментации, таким образом, что получается содержание твердых частиц, составляющее 16 мас.%, по отношению к полной массе водной суспензии. В процессе перемешивания суспензии 104 кг водного раствора, содержащего 30 мас.% фосфорной кислоты добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение 10-минутного периода при температуре, составляющей 70°C. Через две минуты после начала добавления раствора фосфорной кислоты, 12,5 кг водного раствора, содержащего 25 мас.% лимонной кислоты добавляли в вышеупомянутую суспензию в течение периода, составляющего 0,5 минут.

После добавления двух растворов перемешивание суспензии продолжали в течение 5 минут, прежде чем ее извлекали из резервуара и высушивали.

Внутричастичный интрузионный удельный объем пор порошкообразного поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция карбонат SRCC 10 составляет 0,856 см³/г (для диаметра пор в интервале от 0,004 до 0,33 мкм).

- Смесь мочи (включая первую утреннюю мочу) трех обследуемых

4.2.2. Изготовление образцов

Подгузник складывали пополам и помещали на него 20 г поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция. Подгузник снова складывали, чтобы закрыть поверхностно-прореагировавший карбонат кальция. Второй подгузник складывали аналогичным образом, не используя содержащий поверхностно-прореагировавший карбонат кальция.

Для моделирования мочеиспускания каждый подгузник помещали в пакет Nalophan, имеющий объем 60 л, и по 10 мл мочи помещали в каждый из подгузников. Последующие моделированные мочеиспускания осуществляли через 2 часа (10 мл) и через 4 часа (5 мл). Пакеты заполняли воздухом и выдерживали в климатической камере при 36°C. Образцы запаха отбирали через 1 минуту, 1 ч, 2 ч, 3 ч, 4 ч, 6 ч и 8 ч.

4.2.3. Оценка образцов

После отбора образца этот образец переносили в устройство PureSniff, создающее с высокой воспроизводимостью постоянный объемный поток образца запаха на выпуске (носовой маске) устройства. Таким образом, каждый определяющий запах испытатель исследует одинаковые образцы при стандартизированном объемном потоке в течение одинакового времени исследования, что обеспечивает воспроизводимые условия для оценки запаха. В каждый момент времени отбора каждый образец исследовался каждым испытателем дважды в случайном порядке. Таким образом, в совокупности каждый образец исследовался 24 раза (N=24) в каждый момент времени отбора образца.

4.3. Результаты

Полные средние значения оценки интенсивности кратко представлены в таблице 2 и проиллюстрированы на фиг. 6:

Таблица 2

Полные средние значения оценки гедонической оценки кратко представлены в таблице 3 и проиллюстрированы на фиг. 7:

Таблица 3

Эти результаты очень четко показывают, что применение поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция в подгузниках, содержащих мочу, обеспечивает не только снижение интенсивности запаха, но также улучшение гедонического впечатления.

Реферат

Изобретение предлагает способ дезодорирования посредством введения в контакт поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция с одорантами, причем поверхностно-прореагировавший карбонат кальция представляет собой продукт реакции природного тонкодисперсного или осажденного карбоната кальция с диоксидом углерода и одной или несколькими кислотами, причем диоксид углерода образуется на месте применения посредством кислотной обработки и/или поступает из внешнего источника. Применение поверхностно-прореагировавшего карбоната кальция для дезодорирования, а также продукты для дезодорирования, содержащие поверхностно-прореагировавший карбонат кальция. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил., 3 табл.

Формула