DE202012103513U1

DE202012103513U1 - Absorbierende Faserstoffmatte

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Publication number: DE202012103513U1
Application number: DE202012103513U
Authority: DE
Original assignee: McAIRLAID S VLIESSTOFFE GmbH and Co KG; McAirlaid's Vliesstoffe GmbH and Co KG
Current assignee: Mcairlaid's Vliesstoffe De GmbH
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2012-10-01
Anticipated expiration: 2022-09-15

Abstract

Absorbierende Faserstoffmatte, die eine absorbierende Schicht aus weitgehend biologisch abbaubaren Materialien und gegebenenfalls weitere Schichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht superabsorbierende Polymere auf der Basis von Polysacchariden enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine absorbierende Faserstoffmatte, die eine absorbierende Schicht aus Zellstoffmaterialien sowie gegebenenfalls weitere Schichten aufweist.
Verpackungen werden zum Schutz der verpackten Ware häufig mit flachen Matten ausgestattet, die aus dem Produkt austretende Feuchtigkeit, Flüssigkeiten und Gase aufnehmen können, das Produkt zu polstern oder vor äußerlichen Einwirkungen zu schützen. Die flachen Matten können entweder als Endlosbahn oder in Form von zugeschnittenen, bereits vorkonfektionierten Matten vorliegen. Sie können, je nach Anwendungszweck, aus den unterschiedlichsten Materialien hergestellt und in den unterschiedlichsten Zuschnitten erhalten werden. Ein großer Vorteil dieser Matten ist, dass sie einfach in der Handhabung sind und sowohl in großen Formaten als auch kleinen Zuschnitten vorliegen können bzw. auf kleinere Formate zugeschnitten werden können. Ein üblicher Bereich, in dem flache Matten eingesetzt werden, sind als Ausgangs- bzw. Zwischenprodukte zur Herstellung von Hygieneprodukten, Filtermaterialien, Reinigungsgeräten (Reinigungstüchern). In diesen Bereichen werden die Filtermaterialien und Absorbermaterialien häufig in Form von flachen Zuschnitten mit einfachen geometrischen Formen eingesetzt. Es handelt sich in der Regel um Einwegprodukte, die nach der Benutzung der Abfallentsorgung zugeführt werden. In den meisten Fällen bedeutet Abfallentsorgung Müllverbrennung, da die eingesetzten Materialien biologisch nicht abbaubar sind.
Ein Grund dafür, dass die biologische Abbaubarkeit der Absorbermatten nicht ausreichend ist, ist, dass die Hygieneprodukte und Filtermaterialien vielfach Additive enthalten, die für die Wirkung der Materialien insbesondere für die Bindungswirkung gegenüber den zu absorbierenden Substanzen wichtig sind und die Effektivität erhöhen. In Hygieneprodukten werden vielfach superabsorbierende Polymere eingesetzt. Das bedeutet, auch wenn die Basismaterialien in den Hygieneprodukten biologisch abbaubare Materialien sind, beispielsweise solche auf Zellstoffbasis, ist es nicht möglich, diese Produkte über die Kompostieranlage dem Wirtschaftskreislauf wieder zuzuführen, sie müssen über entsprechende Verbrennungsanlagen entsorgt werden.
Aus dem Stand der Technik sind flächige Absorbermatten auf der Basis von Zellstoff bereits bekannt. Ein Beispiel für derartige Matten wird im europäischen Patent 1 032 342 beschrieben. Diesen Absorbermatten werden häufig sogenannte Absorptionsmaterialien mit hohem Absorptionsvermögen für wässrige Flüssigkeiten zugesetzt. Diese Absorptionsmittel werden auch als Superabsorber, SAP, bezeichnet. Sie können große Mengen an Flüssigkeit aufnehmen und dauerhaft halten. Diese Superabsorber werden hauptsächlich aus Erdölprodukten hergestellt und sind nicht oder nur sehr schlecht biologisch abbaubar. Dies betrifft insbesondere die üblichen Superabsorber auf Basis von Polyacrylaten und Polyacrylat-Copolymeren. Beim Einsatz in Hygieneprodukten, bei medizinischen oder kosmetischen Anwendungen, bei denen ein direkter Hautkontakt erfolgt, kann es darüber hinaus beim Einsatz zu Hautreizungen kommen. Insbesondere die Superabsorber mit Acrylatstruktur sind als nicht unbedenklich einzustufen, da die Polyacrylate in den MAK-Listen als krebserzeugende Verbindungen Kategorie 4, also als Substanzen mit Wirkungsschwelle, eingeordnet werden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Absorbermaterialien in Form von flächenförmigen Gebilden zur Verfügung zu stellen, die weitgehend aus biologisch abbaubaren Materialien hergestellt sind und die eine gute Absorptionsfähigkeit gegenüber Wasser bzw. Feuchtigkeit haben, die mit der von Absorbermaterialien dieser Art die aus biologisch nicht abbaubaren Polymeren hergestellt sind bzw. entsprechende Additive enthalten, vergleichbar ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß eine absorbierende Faserstoffmatte, die eine absorbierende Schicht aus weitgehend biologisch abbaubaren Materialien und gegebenenfalls weitere Schichten aufweist und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die absorbierende Schicht superabsorbierende Polymere auf der Basis von Polysacchariden enthält.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung von superabsorbierenden Materialien auf der Basis von Polysacchariden. Die Verwendung von Polysacchariden hat darüber hinaus zum Vorteil, dass diese Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden können.
Die Kombination aus absorbierender Schicht aus weitgehend biologisch abbaubaren Materialien und superabsorbierenden Materialien auf der Basis von Polysacchariden ergibt eine faserstoffmatte, die ebenfalls weitgehend biologisch abbaubar ist. Vorzugsweise ist die Faserstoffmatte zu mindestens 95 % biologisch abbaubar.
Biologisch abbaubar bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die einzelnen Inhaltsstoffe durch Mikroorganismen in Gegenwart von Sauerstoff in Kohlenstoffdioxid, Wasser und Salze anderer vorhandener Elemente (Mineralisation) unter Bildung neuer Biomasse oder in Abwesenheit von Sauerstoff in Kohlenstoffdioxid, Methan, Mineralsalze und neue Biomasse zerlegt werden, wobei das Material die europäische Norm EN 13432 „Anforderungen an die Verwertung von Verpackungen durch Kompostierung und biologischen Abbau" erfüllen sollte. Gemäß dieser Norm dürfen nach einer Kompostierung von höchstens 12 Wochen Dauer in einer > 2 mm-Siebfraktion maximal 10 % des ursprünglichen Trockengewichts des Prüfmaterials, d.h. des Ausgangsmaterials, gefunden werden.
Die superabsorbierenden Polymere auf Basis von Polysacchariden sind derivatisierte Polysaccharid-Moleküle, die eine gute Absorptionsfähigkeit gegenüber Wasser und wässrigen Lösungen aufweisen und auch biologisch abbaubar sind, also nach ihrer Verwendung in üblichen Kompostieranlagen oder ähnlichen Anlagen dem Naturstoffkreislauf zurückgeführt werden können.
Als Ausgangsmaterial zur Herstellung der derivatisierten Polysaccharide kann jedes beliebige Stärkeprodukt, feines oder grobes Schrotmehl eingesetzt werden. Zu den geeigneten Materialien zählen Stärke, wie Kartoffelstärke, Maisstärke, Weizenstärke und Sorghumstärke, aber auch gröberes Maismehl, geschälte Yuccawurzel, ungeschälte Yuccawurzel, Hafermehl, Bananenmehl und Tapiokamehl.
Eine für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung geeignete Klasse von derivatisierten Polysacchariden sind sogenannte Pfropfcopolymere von Stärke. Die Herstellung dieser Polymere erfolgt durch Vorpolymerisation von Polysacchariden mit Säuregruppen-haltigen Pfropfreagenzien, wobei sich das Pfropfcopolymer mit einer Säuregruppe als Zwischenprodukt bildet und anschließend das Pfropfcopolymer in an sich bekannter Weise verseift. Das verseifte Produkt fällt als Feststoff aus. Es kann getrocknet, granuliert oder in an sich bekannter Weise in einen Feststoff überführt werden.
Zur Herstellung eines Pfropfcopolymers, wie es in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, werden als Pfropfreagenzien vorzugsweise Acrylderivate, Acrylnitril, 2-Acrylnitril-2-methylpropansulphonsäure, Acrylsäure und/oder Acrylamid und ein Initiator eingesetzt. Die Reaktion von Acrylnitril mit gelatinierter Maisstärke führt zu besonders guten Ergebnissen. Die Acrylderivate können allein oder in Verbindung mit anderen, üblicherweise in der Industrie verwendeten Monomeren verwendet werden. Das bevorzugte Gewichtsverhältnis von Stärke zu Acrylderivaten liegt in dem Bereich zwischen etwa 1:2 und etwa 1:5. Das Acrylderivat wird an die Stärke in Gegenwart eines Initiators polymerisiert, vorzugsweise wird ein Cer(IV)-Salz verwendet. Besonders bevorzugt wird als Initiator Cerammoniumnitrat eingesetzt, es können allerdings auch andere geeignete Initiatorsysteme verwendet werden, diese kann der Fachmann aufgrund seines Fachwissens auswählen. Die Polymerisation ist innerhalb einiger Minuten abgeschlossen, wobei lange, gepfropfte Ketten von Polyacrylnitril (oder Polyacrylnitril mit weiteren Monomeren) an die Stärke gebunden werden. Anschließend wird das gepfropfte Stärkecopolymer mit einem Alkalimetallhydroxid, in der Regel Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid, verseift, um die Nitrilgruppen in ein Gemisch aus Carboxamiden und Alkalicarboxylaten umzuwandeln. Durch die Verseifung wird eine hoch viskose Masse erhalten, die zur weiteren Verwendung in eine trockene Form überführt werden muss.
Die viskose Masse des erhaltenen verseiften Produktes wird anschließend ausgefällt und das erhaltene Produkt isoliert. Dazu ist es notwendig, das isolierte Produkt von dem viskosen Polymer abzutrennen. Dieser Abtrennschritt erfolgt meistens durch Zugabe von mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln, wie Alkoholen, wie Methanol, Ethanol, Propanol und Isopropanol. Die viskose Masse wird in dem Alkohol, vorzugsweise Methanol, gegeben, wobei das Alkalistärkepfropfcopolymer in Teilchenform ausfällt, abgetrennt und getrocknet wird.
In einer weiteren Ausführungsform zur Herstellung der erhaltenen Pfropf-Copolymere werden die Teilchen nicht unter Verwendung eines Alkohols ausgefällt, sondern eine Säure-basierte Ausfällung wird durchgeführt durch Abtrennen und Neutralisieren des Reaktionsgemisches unter Bildung von Stäbchen-förmigen Teilchen. Diese Teilchen werden getrocknet und anschließend gegebenenfalls vermahlen.
Die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung der Pfropfcopolymere können in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Das Ausfällen des verseiften Produktes wird üblicherweise durch Zufügen von Säure auf einen pH-Wert zwischen etwa 2,0 und etwa 3,5, insbesondere auf etwa 3,0, bewirkt. Der Niederschlag wird anschließend gewaschen, vorzugsweise mit Wasser, um Salze und gegebenenfalls weitere Stoffe zu entfernen. Das Produkt kann anschließend abgetrennt werden, beispielsweise durch Absetzenlassen, Zentrifugieren oder jedes andere mechanische Trennverfahren. Die Carbonsäure des Pfropfcopolymers kann anschließend mit Alkalihydroxid, vorzugsweise Kaliumhydroxid, in die alkalische Form überführt werden auf einen pH-Wert zwischen etwa 6,0 und etwa 8,0, insbesondere auf etwa 7,0. Die erhaltene viskose Masse wird anschließend bestaubt, um die Klebrigkeit zu reduzieren und getrocknet. Die getrockneten Teilchen können ohne weitere Bearbeitung eingesetzt werden, es ist aber auch möglich, zunächst die Teilchen in ihre entsprechenden Größen zu fraktionieren, um eine einheitliche Teilchengröße für die weitere Verarbeitung zu erhalten.
Die Polysaccharide bzw. Polysaccharidderivate können als solche oder aufgebracht auf Trägermaterialien, als sogenannte Nanocomposit-Materialien eingesetzt werden. Als Trägermaterialien sind Silicate mit hoher Oberfläche geeignet, beispielsweise Bentonit, Zeolithe, Phylosilicate, die den Superabsorber aufnehmen können.
Neben den oben beschriebenen Pfropfcopolymeren können auch andere Polysaccharid-Derivate eingesetzt werden, die eine gute Absorptionskapazität gegenüber Wasser und wässrigen Lösungen aufweisen und biologisch abbaubar sind. Dazu zählen auch in sich gewundene Polysaccharide mit Glas-ähnlichem Muster und/oder vernetzte Polysaccharide.
Die Polysaccharide können in an sich bekannter Weise mit üblichen Vernetzungsreagenzien umgesetzt werden. Beispiele für geeignete Vernetzungsreagenzien sind Borax (für Manosepolymere), Borsäure (für Manosepolymere), Glyoxal, Epichlorhydrin, Natriummetaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Phosphoroxychlorid und Gemische daraus. Weitere geeignete Vernetzungsreagenzien sind organische Komponenten, wie Succinyldichlorid, Alcryloylchlorid, Butandioldiglycidylether, Ethandioldiglycidylether, Pyromellithsäuredianhydrid, Divinylsulfone, Diisocyanate, Alkylenbisacrylamide, Dicarbon-, Tricarbon- oder Polycarbonsäuren, beispielsweise Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Itaconsäure, Sebacinsäure, Zitronensäure, Schleimsäure, Zuckersäure, Furandicarbonsäure und/oder Butantetracarbonsäure und Gemische daraus. Besonders bevorzugte Vernetzungsmittel sind Borsäure und Bora, diese Vernetzungsmittel sind besonders zum Vernetzen von Galaktomananen geeignet.
Die superabsorbierenden Polymere sind erfindungsgemäß in der absorbierenden Schicht aus Zellstoffmaterialien eingearbeitet. Vorzugsweise liegen sie teilchenförmig vor. Je nach Aufbau der absorbierenden Schicht können die superabsorbierenden Polymere lagenweise oder gleichmäßig über die gesamte absorbierende Schicht verteilt werden.
Die absorbierende Schicht ist erfindungsgemäß weitgehend biologisch abbaubar. Vorzgsweise wird diese Schicht von Zellstoff oder Zellstoff-verwandten Materialien gebildet, die dazu in der Lage sind, Feuchtigkeit, Wasser oder wässrige polare Lösungen zu absorbieren. Sie liegt vorzugsweise in Form von vliesartigem oder gewebeartigem Material vor, wobei ein Vlies besonders bevorzugt ist. Diese Materialien haben den Vorteil, dass sie biologisch abbaubar sind. Darüber hinaus handelt es sich um preiswerte und im Handel verfügbare Materialien, die einfach zu bearbeiten sind. Als besonders geeignete Adsorptionslagen haben sich Airlaid-Vliese oder Tissuepapiere erwiesen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorptionslage aus Zellstofffasern ein Airlaid. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Zellstofflage über ihre Fläche verteilte Prägebereiche auf, in denen die Fasern stärker als in den übrigen Bereichen miteinander verpresst und hierdurch klebstoff- und/oder bindemittelfrei verbunden sind. In einer möglichen Ausführungsform ist der Saugkern aus einer Faserstoffbahn aus Zellstofffasern hergestellt, welche unter Erzeugung der Prägebereiche im Druckbereich bindemittelfrei, punkt- oder linienförmig kalandriert und verbunden sind. Die Prägebereiche sind vorzugsweise kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig. Die Herstellung derartiger Materialien ist beispielsweise im europäischen Patent 1 032 342 beschrieben. Die Faserschicht der Lage aus Zellstofffasern ist in dieser Ausgestaltung so strukturiert, dass die Zellstofffasern außerhalb dieser diskreten Prägebereiche gelockert übereinander oder nur schwach aneinander haftend vorliegen, wohingegen sie in den Prägebereichen miteinander verpresst sind und eine innige Verbindung mit den jeweils benachbarten Zellstofffasern eingehen. Durch diese Ausgestaltung ist ein völliger Verzicht auf Klebstoffe und Bindemittel zur Bildung des Verbundes aus Zellstofffasern möglich, was ein einfaches und vollständiges Recycling ermöglicht. In den Prägebereichen haften die Fasern nicht lediglich aneinander. Vielmehr wird durch die Druckbeaufschlagung erreicht, dass benachbarte Zellstofffasern in diesen Prägebereichen fest miteinander verbunden sind. Diese Verbindung vermag auch der Einwirkung von Feuchtigkeit zu widerstehen, so dass sich die erfindungsgemäß verwendete Absorptionslage durch mechanische Belastbarkeit auch in nassem Zustand auszeichnet. Die Bereiche außerhalb der diskreten Prägebereiche, in denen die Fasern gelockert übereinander oder nur schwach aneinander haftend vorliegen, zeichnen sich durch eine gute Absorptionsfähigkeit aus. In diesen Bereichen liegen vorzugsweise auch die Mittel zum Binden von Feuchtigkeit vor. Diese können innerhalb der einzelnen Zellstofffasern verteilt sein und in den Bereichen außerhalb der diskreten Prägebereiche stehen sie aufgrund des lockeren Verbundes der Zellstofffasern in gutem Kontakt mit der Umgebung, insbesondere mit der Feuchtigkeit. Liegen größere Mengen Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeit vor, so werden diese von dem lockeren Verbund aus Zellstofffasern aufgenommen, über die gesamte Fläche der Absorptionslage verteilt und dort gehalten.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Faserstoffmatte anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
1 einen stark vergrößerten Teilschnitt durch die Faserstoffmatte
2 einen stark vergrößerten Teilschnitt durch eine mehrlagige Faserstoffmatte
3 einen stark vergrößerten Teilschnitt durch eine weitere mehrlagige Faserstoffmatte.
1 zeigt einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Faserstoffmatte 12. Diese Matte 12 weist eine Lage 1 auf, die einen hohen Anteil an Zellstofffasern 2 aufweist und in die superabsorbierende Polysaccharide 3 eingearbeitet sind. Die superabsorbierenden Polysaccharide liegen in der dargestellten Ausführungsform teilchenförmig vor. Die Lage 1 kann als solche eingesetzt werden oder den Kern einer mehrlagigen Matte oder eines mehrlagigen absorbierenden Elements 12 bilden.
Die Zellstofffasern 2 sind in den Prägebereichen 4 verdichtet und auf diese Weise miteinander verbunden. Die Prägebereiche 4 liegen sich in der hier dargestellten Ausführungsform auf der Ober- und Unterseite einander gegenüber, so dass im jeweiligen Prägebereich 4 nur noch ein schmaler Steg miteinander verbundener Zellstoffmasse verbleibt. Die übrigen, zwischen den jeweiligen Prägebereichen 4 angeordneten Bereiche der Schicht 1 weisen eine lockere Zellstoffschichtung auf. Eine innige Verbindung zwischen den Zellstofffasern 2 besteht in diesen Bereichen nicht.
Das Adsorptionsverhalten gegenüber Feuchtigkeit, Flüssigkeiten und/oder gasförmigen Stoffen wird durch die Lage 1 aus den Zellstofffasern 2 sowie dem Polysaccharid 3 sowie gegebenenfalls weiteren Stoffen, die in die Lage 1 eingearbeitet sein können, bestimmt. Die Lage 1 hat in der hier dargestellten Ausführungsform in den Prägebereichen 4 die Gestalt von Pyramidenstümpfen oder Kegelstümpfen, wobei der Winkel der gebildeten Schrägen vorzugsweise zwischen 10° und 45° liegen sollte.
Als Zellulosematerial für die Faserstoffbahn 1 lässt sich preiswert zur Verfügung stehendes Massenmaterial einsetzen. Vorzugsweise wird ein sogenannter Fluff-Pulp eingesetzt, der sich durch ein sehr gutes Bindungsverhalten auszeichnet, was die mechanische Festigkeit des Elements gegen vertikale Zugkräfte verbessert.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Elements wird in der hier dargestellten Ausführungsform zunächst ein Bahnenmaterial hergestellt, das anschließend auf die gewünschte Größe geschnitten werden kann. Bei der Herstellung des Bahnenmaterials in einem kontinuierlichen Verfahren wird die später die Lage 1 bildende Faserstoffbahn aus einer im Luftstrom aufgeschütteten Schüttung von Fasern 2 aus defiberisiertem Zellstoff (wood pulp) und die superabsorbierenden Polymere 3 und gegebenenfalls eingearbeiteten weiteren Stoffen hergestellt. Für die Herstellung einer standardisierten, defiberisierten Ware kann auf die am Markt verfügbaren, nachwachsenden Holzrohstoffe zurückgegriffen werden.
Das Verfahren der Zellstoffschüttung als Ausgangsprodukt für die Lage 1 ermöglicht eine trockene Verarbeitung der Zellstofffasern 2 und damit bei der anschließenden Prägung der mehrlagigen Bahn zwischen zwei Strukturwalzen eine sehr gute Verdichtung der Zellstofffasern in den diskreten Prägebereichen 4. Außerhalb dieser Prägebereiche 4 liegen die Fasern locker aneinander, was das Verhalten der eingearbeiteten, Polysaccharide dahingehend beeinflusst, dass die Feuchtigkeit gemäß der vorgegebenen Bindungsvermögen nicht beeinträchtigt, darüber hinaus wird durch die lockere Schichtung der Fasern zwischen den jeweiligen Prägebereichen die Flexibilität des Elementes 1 verbessert und wenn das Element 1 in Verpackungen eingesetzt wird, dient es gleichzeitig als Schutz vor Stößen etc. des zu verpackenden Produktes.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Elements erfolgt aus Bahnenmaterial, welches in einem kontinuierlichen Prozess gefertigt wird. In luftunterstützter Schichtung werden zunächst die Zellstofffasern 2 und Polysaccharide 3 sowie gegebenenfalls weitere Zuschlagstoffe zur Bildung der Schicht 1 gelegt. Anschließend erfolgt in einem Kalander mit zwei strukturierten Kalanderwalzen die Herstellung der Prägebereiche 4. Ein mögliches Herstellungsverfahren wird z. B. im europäischen Patent 1 032 342 offenbart.
In Abhängigkeit davon, wie dick die fertige Bahn sein soll, ist es auch möglich, mehrere Schichten aus Zellstofffasern 2 und Polysaccharide 3 sowie gegebenenfalls weiteren Zuschlagstoffen übereinander zu schichten und anschließend in den Kalander einzuführen, um die Prägebereiche 4 zu erhalten. Auf diese Weise wird das Polysaccharrid lagenweise in die Bahn eingearbeitet. Eine homogene Verteilung wird erreicht, wenn die die Feuchtigkeit bindenden Mittel gemeinsam mit den Zellstofffasern, also in den Zellstofffasern gleichmäßig verteilt, zu Bahnenmaterial verarbeitet werden.
Eine mehrlagige Bahn 5, wie sie in 2 dargestellt ist, kann beispielsweise hergestellt werden, indem eine Deckschicht 6 oder eine Basisschicht 7 zunächst als Trägerschicht verwendet werden. Auf diese Trägerschicht 6 bzw. 7 wird die Schüttung von Zellstofffasern 2 und Polysaccharid 3 im Luftstrom aufgetragen. Anschließend wird diese Anordnung aus Trägerschicht und Schüttung gemeinsam durch die Strukturwalzen des Kalanders hindurchgeführt. Alternativ kann zuvor, d. h. vor dem abschließenden Hindurchführen durch den Kalander, die andere der beiden Schichten 6, 7, welche also nicht bereits die Trägerschicht ist, auch auf die Zellstoffschicht 1 aufgelegt werden.
Die beiden Schichten 6 und 7 können auch noch nachträglich gegebenenfalls mit weiteren Lagen in an sich bekannter Weise aufgebracht werden. Werden die weiteren Lagen nachträglich aufgebracht, so können sie eine beliebige Oberflächenstruktur aufweisen, beispielsweise glatt sein.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform zeigt insgesamt 3 Schichten, nämlich eine aus den Lagen 6, 1 und 7 zusammengesetzte Bahn.
Die unterste Lage dient als Basismaterial und als obere Lage ist eine Schicht aufgebracht. Die Deckschicht 6 hat den Vorteil, dass das zu verpackende Produkt nicht unmittelbar mit dem Zellstofffasern und dem die Flüssigkeit adsorbierenden Mittel in Kontakt tritt.
Als Basismaterial 7 und auch als Deckschicht 6 kommen insbesondere solche Materialien in Betracht, durch die Wasserdampf hindurchtreten kann, die aber für das eingearbeitete, die Feuchtigkeit bindende Mittel undurchlässig ist. Beispiele für derartige atmungsaktive Materialien sind gelochte zwei- und/oder dreidimensionale Folie, ein atmungsaktives SMS, Nonwoven (Vlies) aus natürlichen oder synthetischen Fasern, ein Laminat aus unterschiedlichen Materialien, wie aus Nonwoven und atmungsaktiver Folie (BTBS-Filme = Breathable film textile backsheet). Diese Materialien der Schichten 6 und 7 sind vorzugsweise ebenfalls biologisch abbaubar.
In 3 ist ein erfindungsgemäßes Element dargestellt, dass den gleichen Aufbau hat, wie das Element aus 2, jedoch von weiteren Lagen 8 und 9 umgeben ist. Diese weiteren Lagen 8 und 9 können größer sein als die die Lage 1 und die gegebenenfalls daran angeordneten Schichten 6 und 7. Die Lagen 8 und 9 können gleich oder verschieden sein und dienen dazu, die Eigenschaften des Elements an die spezifischen Anforderungen der zu lagernden Produkte anzupassen. Diese weiteren Schichten können miteinander verbunden sein, ohne dass die Lage 1 und die gegebenenfalls daran angeordneten Schichten 6 und 7 mit erfasst ist. Diese beiden Lagen bilden für das Element eine Umhüllung. Sie können aus textilen, vliesartigem oder folienartigem Material oder Tissue sein, wobei zumindest eine Schicht einer solchen Umhüllung für die Feuchtigkeit durchlässig sein sollte. Vorzugsweise sind die Lagen 8 bzw. 9 ausgewählt aus Baumwolle, Vlies und/oder perforierter Folie.
Die erfindungsgemäße Faserstoffmatte kann zur Herstellung von Hygieneprodukten, als Filtermaterial, zur Verwendung in Entstaubungs- und Gasreinigungsanlagen und in Rauchwaren, von Haushalts- und Reinigungswaren verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Lage
2: Zellstofffasern
3: superabsorbierende Polymere
4: Prägebereiche
5: Mehrlagige Bahn
6: Deckschicht
7: Basisschicht
8, 9: weitere Lagen
12: Faserstoffmatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1032342 [0004, 0021, 0032]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN 13432 „Anforderungen an die Verwertung von Verpackungen durch Kompostierung und biologischen Abbau“ [0009]

Claims

Absorbierende Faserstoffmatte, die eine absorbierende Schicht aus weitgehend biologisch abbaubaren Materialien und gegebenenfalls weitere Schichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht superabsorbierende Polymere auf der Basis von Polysacchariden enthält.
Faserstoffmatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zu mindestens 95 % biologisch abbaubar ist.
Faserstoffmatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer auf Basis von Polysaccharid ein Pfropfcopolymer ist, das erhalten wird durch Reaktion von Polysacchariden mit Säuregruppen-haltigen Pfropfreagenzien unter Bildung eines Pfropfcopolymers und anschließend Verseifen des erhaltenen Polymers.
Faserstoffmatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das superabsorbierende Polymer ein Polymer auf Basis von vernetzten Polysacchariden ist.
Faserstoffmatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das superabsorbierende Polymer in Form eines Nanocomposits aus vernetzten Polysacchariden und Silicaten vorliegt.
Faserstoffmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht aus Zellstoff oder zellstoffverwandten Materialien aufgebaut ist.
Faserstoffmatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht ein Vlies ist.
Faserstoffmatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht aus Zellstofffasern mit über die Fläche der Matte verteilten Prägebereichen versehen ist, in denen die Zellstofffasern stärker als in den übrigen Bereichen miteinander verpresst sind.
Faserstoffmatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägebereiche kegelstumpf- oder pyramidenstumpfförmig sind.
Faserstoffmatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierende Schicht aus im Luftstrom aufgeschichteten Fasern aus defiberisiertem Zellstoff (wood pulp) besteht.
Faserstoffmatte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die superabsorbierenden Polymere teilchenförmig vorliegen und lagenweise oder homogen verteilt in der absorbierenden Schicht verteilt sind.
Faserstoffmatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weitere Schichten eine Basisschicht und/oder eine Deckschicht aufweist.
Faserstoffmatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht und/oder die Deckschicht ausgewählt sind aus Folien- und Vliesmaterialien auf synthetischer oder natürlicher Basis.
Faserstoffmatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisschicht und/oder Deckschicht ausgewählt sind aus biologisch abbaubaren Folien, atmungsaktiven Folien, Nonwoven und Vliesen bzw. gelochten Folien.
Faserstoffmatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die atmungsaktive Folie eine gelochte zwei- und/oder dreidimensionale Folie, ein atmungsaktives SMS, Nonwoven (Vlies) aus natürlichen oder synthetischen Fasern, ein Laminat aus unterschiedlichen Materialien, wie aus Nonwoven und atmungsaktiver Folie (BTBS-Filme = Breathable film textile backsheet) ist.