EP0494270A1

EP0494270A1 - Wasserabsorptionssack

Info

Publication number: EP0494270A1
Application number: EP91908357A
Authority: EP
Inventors: Demetrio Leone; Carmine Pinti; Emiddio Bulla
Original assignee: ROYCE AG
Current assignee: ROYCE AG
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 1992-07-15
Also published as: KR920702452A; FI921331A; WO1992002679A1; CA2066694A1; JPH05501090A; BR9105819A; FI921331A0

Description

Wa s se rabso rp t i o n s s ack

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel¬ lung eines Wasserabsorptionssacks m t einem Saugkissen, bei welchem ein Superabsorber homogen in eine Pulpe mit Zellu¬ losefasern eingestreut, und ein wenigstens einschichtig ausgebildeter Saugkern mit einer reissfesten, flüssigkeits¬ durchlässigen Aussenhülle konfektioniert wird, wobei sich durch die Wasseraufnahme ein Formkδrper bildet. Weiter be¬ trifft die Erfindung einen nach dem Verfahren hergestellten Wasserabsorptionssack.

Im Hinblick auf das Gewicht, Lager- und Transportvolumen der gegen Wassereinbrüche üblich eingesetzten Sandsäcke wird in der EP-AI 0368107 vorgeschlagen, wenigstens ein Saugkissen m t einer Hülle einzusetzen, die mindestens be¬ reichsweise aus wasserdurchl ssigem, auch in feuchtem Zu¬ stand rei ssfeste Material besteht. Diese Hülle soll einen auf eitbaren, geschlossenen Innenraum bilden, der einen Su- perabsorber-Stoff enthält. Diese Lösung bringt gegenüber Sandsäcken den erheblichen Vorteil, dass kleine Lagervolu¬ men und Gewichte ausreichen, am Einsatzort in ausreichender Menge Wasserschutzvorrichtungen installieren zu können, die sowohl zur Bildung von Dämmen, als auch zur Bindung von Wasser einsetzbar sind. Der pul verför ige Superabsorber- Stoff wird auf im Innern der Hülle angeordnete Vliesblätter gestreut, die vorgängig mit einem Haftkleber versehen wur¬ den. Anstelle von Einlageblättern kann der Innenraum der Umhüllung mit Ei nfal ungen, welche ebenfalls mit einem Superabsorber-Stoff bestreut werden, unterteilt sein. Schlauchartige Aussenhüllen der EP-AI 0368107 sind in Kam¬ mern unterteilt. Bei höherem Wasserstand kann die Schutz¬ vorrichtung durch Anlegen von Beschwerungsgewichten oder durch Beimischung von Quarzsand und dgl . spezifisch schwe¬ rer gemacht werden. Eine Schutzvorrichtung gemäss der EP-AI 0368107 bringt, wie erwähnt, gegenüber üblichen Sandsäcken erhebliche Vorteile, sowohl in bezug auf das Gewicht, als auch auf Lager- und Transportkapazitäten.

Es hat sich erwiesen, dass die mit Wasser vollgesaugten Wasserabsorptiossäcke, welche eine gelartige, fl iessfähige Masse enthalten, sich beim vertikalen Tragen bezüglich des Querschnitts birnenförmig verformen. Mit Einlageblättern und Einfaltungen wird dieser Effekt wohl abgeschwächt, kann jedoch nicht grundsätzlich verhindert werden.

Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung von leichten oder beschwerbaren Wasserab¬ sorptionssäcken, insbesondere für die Wasserwehr, zu schaf- fen, welche bei sehr hohem Aufnahmevermögen für Wasser eine grδssere Formfestigkeit mit reissfester Aussenhülle aufwei¬ sen, kostengünstig herstellbar und universell einsetzbar sind.

In bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe erfindungsge- äss dadurch gelöst, dass die Zellulosefasern in einem Ge¬ wichtsverhältnis von wenigstens 4:1 mit Fasern aus thermo¬ plastischem Kunststoff zu einer homogenen Pulpe gemischt werden, welche vor oder nach einem dreidimensional homoge- nen Einstreuen des Superabsorbers formatiert und zum Ver¬ binden der Fasern an vielen Punkten einer den Kunststoff teilweise anschmelzenden Wärmebehandlung unterworfen wird, wodurch die netzartig verbundenen Zellstoff- und Kunst¬ stoffasem eine erhöhte, jedoch elastische Formfestigkeit erhalten. Spezielle Ausführungsformen und Weiterausbildun¬ gen sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein handlicher, vor dem Gebrauch leichter Wasserabsorptionssack mit einem supersaugfähigen Saugkissen geschaffen, das nicht nur däm¬ mend gegen Wassereinwirkung schützt, sondern auch vorhande¬ nes Wasser aufnimmt und absorbiert. Wo immer und wann immer Wasser unerwünscht ist, absorbiert der Wasserabsorptionssack dieses extrem rasch: In wenigen Sekunden kann ein leichtes Saugkissen ein Vielfaches seines Eigengewichtes an Wasser aufnehmen.

Superabsorber sind hochsaugaktive Polymere, die ein Vielfa¬ ches ihres Gewichts an Wasser binden können und dabei ein Gel bilden, das auch unter Druckeinwirkung chemisch stabil bleibt. Bei kleinen Körnern ist die gesamte Oberfläche des Superabsorbers grδsser und deshalb erfolgt die Absorption oder Gel-Bildung wesentlich schneller. Die Einstellung der Saugfähigkeit einer Saugschicht wird weiter mit Supe>-absor- bern unterschiedlicher Natur und/oder verschiedenen Mengen von Superabsorbern erreicht.

Als Superabsorber werden beispielsweise folgende Produkte verwendet:

Aridall 1125 von Chemdal , U.S.A. Drytech 510 von Dow Chemical, U.S.A, PR 9910 S von Fl oerger, U.S.A. FAV0UR 922 SK von Stockhausen, BRD

Obwohl die Wasserabsorptionssäcke verhäl tni smässig gross und die Saugkissen ein- oder mehrfach ausgebildet sein kön¬ nen, sind dank der mit Thermobonding erhöhten Formfestig¬ keit keine Einlageblätter oder Einfaltungen notwendig, um die Stabilität beim Wegtragen der vollgesaugten Säcke zu gewähr! eisten.

Angesichts der verhäl tnis ässig grossen Dimensionen der Saugkissen der Wasserabsorptionssäcke ist die Verwendung von preisgünstigen Zellulosefasern von besonderer Bedeu¬ tung. Durch Zerfasern von Recyclingmaterial, insbesondere aus Papier und/oder Baumwol 1textil ien mit einer Hammer üh- le, können nach einer Reinigung Zel 1 stoffasern eingesetzt werden, welche das Produktionsbudget nur mit 20 bis 30% der üblichen Kosten für Zellulosefasern aus Neumaterialien be- lasten. Die erfindungsgemässen Wasserwehrsäcke zur Wasser¬ absorption werden deshalb wo immer möglich aus Recyclingfa¬ sern und Kunststoffasem hergestellt, welche vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 bis 100:1 gemischt wer- den. Mit einem Anteil von etwa 6 Gew.-% an Kunststoffasem, entsprechend einem Mischungsverhältnis von etwa (16-17):l, sind sehr gute Resultate erzielt worden.

Vor dem Einmischen in die zel 1stoffhaltigen Fasern, insbe- sondere in Recyclingfasern, werden die Kunststoffasem zweckmässig mit einem Benetzungsmittel behandelt. Dieses oberfl chenaktive Mittel setzt die Oberflächenspannung von Wasser herab, was dessen Eindringen in das Saugkissen er¬ leichtert und das Verteilen der Flüssigkeit auf der Ober- fläche der Kunststoffasem beschleunigt. Die einzusetzenden Benetzungsmittel sind dem Fachmann bekannt, als Beispiel sei das Produkt "TRITON X-100" der Firma DUPONT erwähnt.

Die mit den Zel 1 stoffasern gemischten thermoplastischen Kunststoffasem sind vorzugsweise fibrilliert und bestehen aus einem Polyolefin oder einem Polyester. Diese haben in der Regel einen Durchmesser von 1 bis 40 um, insbesondere 5 bis 20 μm.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zellstoff- haltige Fasern mit fibril 1 i ertem Polyäthylen hoher Dichte zu mischen. Ein unter dem Handelsnamen "PULPLUS" bekanntes Produkt der Firma DUPONT beispielsweise besteht aus feinen, 1 bis 20 um dicken, etwa 1 mm langen Fibrillen, welche bei der Wärmebehandlung (Thermobonding) zahlreiche Verbindungs¬ punkte mit den Zellulosefasern bilden, wenn sie teilweise geschmolzen werden. Neben dem sehr kleinen Durchmesser ha¬ ben diese Kunststoffasem unter anderem folgende vorteil¬ hafte Eigenschaften:

hohe Festigkeit und Orientierung leicht bearbeitbar und schmelzbar hohe spezifische Oberfläche chemisch inert umweltschonend preisgünstig.

Die in die Pulpe eingemischte Menge Superabsorber liegt bei 5 bis 50, insbesondere 30 bis 50 Gew.-Ϊ, bezogen auf die Zel 1 ul osefasern.

Die Wärmebehandlung zur punktfδrmigen Schmel zverkl ebung der Fasern erfolgt vorzugsweise bei einer knapp unterhalb der Verbrennungstemperatur von Zellulose liegenden Temperatur, vorzugsweise bei 160 bis 220^βC, insbesondere bei 200 bis 220^βC. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Kontaktieren der fertigen Mischpulpe mit wenigstens einer heissen Fläche oder im Heissluftstrom. Als heisse Fläche eignen sich bei¬ spielsweise ein Heizbett, eine Heizwalze oder ein wanoern- des, endloses Heizband. Die Wärmeübertragung erfolgt je¬ weils während nur kurzer Zeit, damit nur ein teilweises An- schmelzen, kein vollständiges Schmelzen der Kunststoff-Fi- bril len erfol gt.

Wenigstens die Ei nfül löffπung der Aussenhül le wird vorzugs¬ weise aufreiss- oder aufbindbar verschlossen.

Dank dieser Ausgestaltung kann ein gebrauchter Wasserab¬ sorptionssack problemlos und ohne jegliche Werkzeuge ge¬ öffnet und der Inhalt entfernt werden.

Dieser Inhalt kann, sofern er Einlagen aufweist, in seine Bestandteile zerlegt werden. Wiederverwendbare Teile werden getrocknet, unter allfälliger Zugabe neuer Komponenten zu wieder einsatzfähigen Wasserabsorptionssäcken zusammenge¬ stellt und aufreiss- oder aufbindbar verschlossen.

Zerlegbare Wasserabsorptionssäcke erlauben ein einfacheres und schnelleres Trocknen und gewährleisten eine praktisch neuwertige Qualität von w ederverwendetem Material.

Obwohl nur eine Längs- oder Schmalseite eines Wasserabsorp¬ tionssackes aufreiss- oder aufoindbar verschlossen werden uss, in diesem Fall wird von einer Einfüllöffnung gespro¬ chen, können auch weitere Längs- und/oder Schmalseiten auf¬ reissbar verschlossen werden.

Zum Verschl iessen wird eine Aussenhülle, sofern sie nicht beispielsweise rundgestrickt ist, zweckmässig vor oder nach dem Zugeben des Sackinhalts, einfach gefaltet und, auf we¬ nigstens einer Seite aufreiss- oder aufbindbar, verschlos¬ sen.

Nach einer ersten Variante wird die Aussenhülle eines Was¬ serabsorptionssacks mit einer oder mehreren seitlichen auf- reissbaren Abschlussnähten verschlossen. Nicht mit einer solchen Abschlussnaht versehene Seiten des Wasserabsorp¬ tionssacks wurden vorgängig in üblicher Weise nicht-auf- reissbar vernäht.

Nach einer zweiten Variante wird die Aussenhülle eines Was¬ serabsorptionssacks mit wenigstens einem abschäl baren Kle¬ beband oder über wenigstens einen lösbar miteinander ver¬ klebten Saum aufreissbar verschlossen. Allenfalls nicht verklebte Seiten werden nicht-aufreissbar vernäht.

Nach einer weiteren Variante wird die dreiseitig unlösbar verschlossene Aussenhülle eines Wasserabsorptionssacks im Bereich der Einfüll Öffnung zu einem Bund gefaltet und mit einer Schnur lösbar zugebunden, wie dies bei Kartoffel¬ säcken üblich ist. Diese vor allem im manuellen Betrieb sehr einfache Methode erleichtert auch ein Tragen der Säcke von Hand.

Nach einer letztgenannten Variante kann die Aussenhülle mit wenigstens einem abreissbaren Saum verschlossen werden. Dieses Verfahren hat gegenüber den vorhergehenden den Nach¬ teil, dass bei jedem Oeffnen ein Stück der Aussenhülle ver¬ loren geht, und diese kleiner wird. Ein Abreissstreifen wird folglich nur für einfache, billige Aussenhüllen ver- wendet, die nach zwei- bis dreimaligem Gebrauch weggeworfen werden.

In bezug auf einen beschwerbaren Wasserabsorptionssack, hergestellt nach dem obenstehenden Verfahren, wird die Auf- gäbe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Saugkissen und/oder die Umhüllung integrierte Mittel zur von der Pulpe mit dem Superabsorber getrennten Aufnahme einer das spezi¬ fische Gewicht erhöhenden Einlage umfasst. Spezielle Aus¬ führungsformen und Weiterausbildungen sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.

Die Einlage bewirkt, dass der Wasserabsorptionssack nicht schwimmen kann, sondern das spezifische Gewicht deutlich über demjenigen von Wasser liegt.

Die erfindungsgemässe Lösung betrifft also weder eine opti¬ male Absorption störenden, in die Pulpe eingemischten Sand, noch müssen auf umständliche Art Gewichte oder dgl . ange¬ hängt oder befestigt werden. Integrierte Mittel zur Aufnah¬ me einer Einlage weisen weder den einen noch den andern Nachteil auf, sie sind betriebssicher und einfach zu hand¬ haben, bei voller Erhaltung des schnellen und hohen Ab¬ sorptionsvermögens eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Wasserabsorptionssacks ohne die erfindungsge ässen Erzeugni smerk al e.

Nach einer ersten Variante enthalten in der Ausεenhülle ausgebildete, verschlossene Taschen ein wasserunlösliches Schüttgut, welches ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser aufweist. Als besonders günstig hat sich gewöhnli¬ cher, feinkörniger Sand erwiesen. Auch Quarzsand, gebrauch¬ ter Sandstrahl sand usw. können zweckmässig eingesetzt werden. In die Taschen eingeschlossene Formkörper wären ohne weiteres möglich, aber weniger vorteilhaft als ein Schüttgut.

Nach einer zweiten Variante kann das Saugkissen wenigstens eine, vorzugsweise in einer Richtung unterteilte, flexible Einlage mit einem wasserunlöslichen Schüttgut, welches ein höheres spezifisches Gewicht als Wasser hat, enthalten. Vorzugsweise sind die im Saugkissen angeordneten Einlagen stirnseitig verschlossene Well agen mit beidseitigen Deckla¬ gen. Zweckmässig ist bei mehreren Wellagen je ein Zwischen¬ blatt angeordnet. Obwohl auch hier wiederum Formkδrper ein¬ gesetzt werden können, ist dies weniger vorteilhaft als ein Schüttgut der obenstehenden Zusammensetzung.

Zweckmässig bestehen die Wellagen aus wenigstens einem Wellkarton üblicher Bauart, welcher auch aus Papier be¬ stehen kann. Der Wellkarton kann aussen hydrophob be¬ schichtet sein oder werden, damit er bei der Aufnahme von Wasser nicht zerfällt. Anstelle von Karton oder Papier kann ein "Wellkarton" auch aus Kunststoffolien bestehen, zweck¬ mässig mit einer Perforation oder mit Schlitzen zur Er¬ leichterung des Wasserdurchtritts.

Mit Sand gefüllte Wellkartons werden hergestellt, indem die stirnseitigen Oeffnungen einer Seite mit einem Leim oder Schmelzkleber gefüllt und zusammengedrückt werden. Dann wird Sand eingefüllt, die andere Seite mit einem Leim oder Schmelzkleber versehen und ebenfalls zusammengedrückt.

Die mit einem Schüttgut gefüllten Einlagen in einem Saug¬ kissen, insbesondere mit Sand gefüllte Wellkartons, stabi¬ lisieren einen mit Wasser gefüllten Wasserabsorptionssack. Die Prallheit kann nicht zu gross werden, Saugkissen 'mit getrennten Saugkernen weisen eine grδssere Stabilität auf.

In an sich bekannter oder nachstehend beschriebener Weise kann die auch in nassem Zustand reissfeste Aussenhülle Ein¬ richtungen zum Tragen und/oder Befestigen aufweisen, welche in die Aussenhül le integriert oder daran befestigt sind. So können die mit Wasser vol 1 gesaugten Kissen nach dem Einsatz problemlos eingesammelt und an einem festgelegten Platz zwischengelagert werden.

In bezug auf einen nach dem erfindungsge ässen Verfahren hergestellten, reissfesten Wasserabsorptionssack wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Aussenhülle aus einem Ge¬ webe, Geflecht, Gestrick oder Nonwoven (Vlies) aus Naturfa¬ sern besteht.

Besonders geeignet für eine reissfeste, nicht nur wasser-, sondern auch luftdurchl ssige Aussenhülle sind Sisal- oder Jutefasern. Diese Fasern sind weiter billig, scheuer- und rutschfest. Die letztere Eigenschaft ist insbesondere beim Aufeinanderstapeln von Wasserabsorptionssäcken von wesen¬ tlicher Bedeutung. Rutschfeste Beläge und dgl . sind so auch bei grösserem statischem und/oder dynamischem Wasserdruck nicht notwendig. Die geometrische Form der Wasserabsorp¬ tionssäcke kann beliebig gestaltet sein. Besonders prak¬ tisch sind in an sich bekannter Weise etwa quaderförmig ausgebildete Blöcke, in der Fachsprache "Water Blocks" ge- nannt, welche auch gewi chtserhδhende Einlagen haben können.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht eine Einlage zur Erhöhung des spezifischen Gewichts aus einer Innenhülle aus einem Gewebe, Geflecht, Gestrick oder Nonwoven aus Naturfasern, vorzugsweise aus Sisal- oder Ju¬ tefasern, ist also entsprechend der Aussenhülle ausgebil¬ det. Die Einlagen können mit Längs- und/oder Queruntertei¬ lungen versehen sein, wodurch ein Verrutschen des Inhalts, z.B. des Sandes oder eines nichtrostenden Formkörpers ohne scharfe Kanten oder Ecken, verhindert wird. Formkδrper sind beispielsweise schl angenl inienförmig gebogene Rundeisen, Gitter, Loch- und/oder Schlitzbleche, alle vorzugsweise feuerverzi nkt. Durch die Anordnung von wenigstens einer Innenhül le mit einer Einlage wird das Saugkissen in wenigstens zwei Saug¬ kerne unterteilt. Diese Hüllen sind keine Wasserbarrieren, sie sind gut wasser- und auch luftdurchlässig.

Alle bei erfindungsgemässen Wasserabsorptionssäcken einge¬ setzten Kunststoffe bestehen vorzugsweise ausschl iessl ich aus nicht-hal ogenierten Kohlenwasserstoffverbindungen und lassen sich deshalb rückstandslos verbrennen. Dabei uss in erster Linie auf anfällige aus dem absorbierten Wasser stammende Schadstoffe geachtet werden.

Zusammenfassend aufgezählt weisen die erfindungsgemässen Absorptionssäcke folgende Vorteile auf:

Wann immer und wo immer Wasser unerwünscht ist, kann die¬ ses aufgesaugt werden, indem sich das Saugkissen in Se¬ kundenschnelle zu einem Formkδrper, welcher Löschwasser staut, verwandelt.

Bei Brandfällen eignen sich die Wasserabsorptionssäcke für den Schutz von Gebäuden und Umwelt gegen Löschwasser¬ schäden. Die absorbierte Flüssigkeit wird über Tage zu¬ rückbehalten. So bleibt mit Schadstoffen kontaminiertes Löschwasser unter sicherer Kontrolle. Das gestaute und von Saugkissen absorbierte Wasser kann analysiert werden, sodass die Entsorgung fachgerecht eingeleitet werden kann.

- Bei anderen Störfällen, wie Rohrbrüchen oder Ueberschwem- mungen, bei denen fliessende Wassermengen zum Problem werden, sind erfindungsgemässe Wasserabsorptionssäcke ein wertvolles Hilfsmittel, das den Einsatz der Helfer sofort ermöglicht und deren Arbeit einfach, wirkungsvoll und nachhaltig unterstützt.

- Bei Flächenbränden in freier Natur können Wasserabsorp- tionssäcke ausgelegt und benetzt werden, so bilden sie eine wirkungsvolle Barriere gegen sich ausbreitendes Feu¬ er.

- Bei der Aufnahme von nichtkontami nierte Wasser können gebrauchte Wasserabsorptionssäcke problemlos entsorgt werden. Sie enthalten keine umweltschädlichen Bestandtei¬ le. Sel stverständlich können diese auch getrocknet und wieder eingesetzt werden. Eine weitere Entsorgungsmög- lichkeit besteht darin, gebrauchte Wasserabsorptionssäcke als solche oder zerstückelt als Bodenfeuchtespeicher zu verwenden.

Grundsätzlich wird zwischen zwei Typen von Wasserabsorp- tionssäcken unterschieden:

1. Mit einer beschwerenden Einlage versehene Wasserabsorp¬ tionssäcke haben beispielsweise Aussenabmessungen von 600x350x18 mm und wiegen etwa 2,5 kg. Wegen ihres ver- häl tni s ässig grossen Gewichts können diese Wasserab¬ sorptionssäcke nicht schwimmen, im Wasser sinken sie sofort. Dagegen können die Säcke leicht gestapelt wer¬ den und dank ihrer im wesentlichen quaderförmigen Form bilden sie sofort wirksame Wasserbarrieren, auch auf unebener Unterlage. Ein schwerer Absorptionssack nimmt in bezug auf sein Eigengewicht etwa das Zehnfache an Wasser auf.

Neben den oben erwähnten allgemeinen Verwendungen von Wasserabsorptionssäcken eignet sich die schwere Ausfüh- ruπ^sform insbesondere für Wasserbarrieren in Baugru¬ ben, Garagen, Einkaufszentren, Spitälern, Lagerhäusern, Untergrundstationen, Unterführungen usw.

2. Leichte Wasserabsorptionssäcke werden beispielsweise in Abmessungen von 600x350x12 mm mit einem Gewicht von et¬ wa 500 gr verwendet. Sie enthalten keine beschwerende Einlage. Diese Wasserabsorptionssäcke sind leicht und können dank ihrer Flexibilität überall eingesetzt wer¬ den. Diese leichten Wasserabsorptionssäcke können etwa das 50fache ihres trockenen Eigengewichts an Wasser aufnehmen.

Obwohl leichte Wasserabsorptionssäcke im Prinzip über¬ all verwendet werden können, eignen sie sich insbeson¬ dere für das Abdichten von Rissen und Löchern, allein oder zusammen mit schweren Absorptionssäcken, zum Auf¬ wischen von Wasser in Kellergeschossen, auf Baikonen, Terrassen und Dacheinschnitten sowie zur Aufnahme von überschwappendem Wasser von Waschmaschinen, Badewannen usw.

Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestell¬ ten Ausführungsbeispielen, welche auch Gegenstand von ab¬ hängigen Patentansprüchen sind, näher erläutert. Es zeigen sche ati seh:

Fig. 1 einen . Ausschnitt aus der Pulpe eines Saug¬ kerns,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen trockenen, 1eichten Wasserabsorptionssack,

Fig. 3 den pral 1 gefül Iten Wasserabsorptionssack nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht eines beschwerten Wasserabsorp¬ tionssacks mit Aussentaschen,

Fig. 5 einen Querschnitt V-V gemäss Fig. 4,

Fig. 6 einen teilweisen Querschnitt durch einen Was- serabsorbtionssack mit Innenbeschwerung,

Fig. 7 einen teilweisen Querschnitt durch einen Was¬ serabsorptionssack mit mehreren Innenbeschwe¬ rungen,

Fig. 8 eine Variante von Fig. 7,

Fig. 9 einen Querschnitt durch einen sandgefüllten Wel Ikarton, Fig. 10 einen Längsschnitt durch den Wellkarton nach

Fig. 3, Fig. 11 eine Teil draufsieht auf einen Wasserabsorp¬ tionssack mit einer Aussenhülle aus Kunst- stoffasern,

Fig. 12 eine auseinandergefaltete, perspektivische An¬ sicht eines Wasserabsorptionssacks mit einer Einl age, Fig. 13 einen Wasserabsorptionssack mit drei seitli- chen Abschlussnähten,

Fig. 14 einen m t einer Aufreissnaht verschlossenen

Wasserabsorptionssack, Fig. 15 eine gefaltete Innenhül le,

Fig. 16 eine mit Längsnähten unterteilte Innenhülle gemäss Fig. 15,

Fig. 17 eine teilweise mit Sand gefüllte Einlage ge¬ mäss Fig. 16, und Fig. 18-21 weitere Aufreiss- und Aufbindverschlüsse.

Die stark vereinfachte, auf zwei Dimensionen reduzierte An¬ sicht der Grundstruktur der Pulpe P eines Saugkerns, wie er im Saugkissen 20 (Fig. 2 ff) vorliegt, zeigt ein Grundge¬ rüst aus Zellulosefasern 10. Diese sind über Fasern 12 aus einem thermoplastischen Kunststoff, dargestellt als Poly- äthyl enfi ril len, miteinander verbunden. Die in einem Wär¬ mebehandlungsverfahren teilweise angeschmolzenen Kunst¬ stoffasem 12 bilden mit den Zellulosefasern 10 zahlreiche Verbindungspunkte 14. Die thermogebondete Struktur führt zu einer erhöhten, jedoch elastischen Formfestigkeit des Saug- kerns. In die Fasernstruktur sind Körner aus einen Superab¬ sorber 16 homogen verteilt eingestreut.

Die in Fig. 1 dargestellte Grundstruktur kann bis etwa das 50-fache des Eigengewichts an Wasser aufnehmen, wobei sich eine gelartige Masse mit hohem Retentionsvermδgen für das Wasser bildet. Die Formfestigkeit bleibt dank dem Thermo- bonding erhalten. Der in Fig. 2 dargestellte trockene, leichte Wasserabsorp¬ tionssack 18 umfasst ein Saugkissen 20 mit einem Saugkern gemäss Fig. 1 und eine dehnfähige, reissfeste Aussenhül le 22. Diese ist beidseits mit einem Schmelzkleber 24 zu einem Rand verbunden. Die Aussenhülle 22 kann selbstverständlich auch mit einem Leim verbunden sein.

Ein Wasserabsorptionssack gemäss Fig. 2 wiegt beispielswei¬ se 400 g und hat eine Länge von etwa 0,8 und eine Breite von etwa 0,3 m.

Der in Fig. 3 dargestellte, pral 1 gef l 1 te Wasserabsorpti¬ onssack 18 liegt auf einem Boden 26. Er hat etwas über 20 kg Wasser aufgenommen, also mehr als das 50-fache des Eigengewichts. Der Wasserabsorptionssack 18 hält eine ge¬ staute Wasserschicht 28 geringer Höhe zurück.

Das Saugkissen 20 von Fig. 3 ist einschichtig ausgebildet dargestellt. Saugkissen 20 und Saugkern sind im vorliegen- den Fall identisch. Das Saugkissen 20 kann jedoch auch aus mehreren, übereinander liegenden Lagen bestehen.

Der in Fig. 4 dargestellte schwere Wasserabsorptionssack 18 weist auf seiner Aussenhülle 22 beidseits aufgenähte oder aufgeklebte Taschen 30 auf, welche - wie in Fig. 5 ersicht¬ lich - mit Sand 32 gefüllt sind. Damit wird das spezifische Gewicht des Wasserabsorptionssacks 18 so erhöht, dass auch bei einem erhöhten Wasserstand genügend Auflagedruck ent¬ steht.

Aus dem oberen Rand 34 im Verbindungsbereich der Aussenhül¬ le 22 sind Handgriffe 36 ausgespart, welche das Tragen des gefüllten Wasserabsorptionssacks 18 erleichtern.

Im schmaleren unteren Rand 38 sind Oesen 40 ausgebildet, welche einer allfälligen Befestigung oder Verbindung mehre¬ rer Wasserabsorptionssäcke 18 dienen. Der in Fig. 6 dargestellte Wasserabsorptionssack 18 umfasst ein Saugkissen 20 mit einer im Mittel ereich schwimmend an¬ geordneten Einlage 42, welche aus drei Wellagen mit Deck- und Zwischenbl ttern besteht. Diese Einlage ist, wie nach- folgend im Detail dargestellt, mit feinkörnigem Sand 32 ge¬ füllt und erhöht so das spezifische Gewicht des ^' erab- sorptionssacks 18. Auf die Stabil i satorfunktion der Einlage 42 ist bereits eingetreten worden.

Das weitgehend geteilte Saugkissen 20 mit zwei Saugkernen 21 ist von einer Aussenhül le 22 umgeben, welche mit einem Schmelzkleber 24 einen Saum 25 bildet. Mit gestrichelten Linien ist angedeutet, dass die schwimmende Einlage 42 auch in diesem Saum befestigt sein könnte. Der Saum kann auch mit einem Klebstoff gebildet oder genäht sein.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 7 ist ein Saugkissen 20 eines Wasserabsorptionssacks 18 von drei Einlagen 42 aus je einem Wellkarton mit Sand 32 unterteilt, wodurch vier Saug- kerne 21 gebildet werden.

Fig. 8 zeigt einen Wasserabsorptionssack 18 mit einem Saug¬ kissen 20, das durch zwei Einlagen 42 in drei Saugkerne 21 aufgeteilt ist, welche Einlagen 42 je zwei Wellkartons mit eingefülltem Sand 32 umfassen.

Die Einlagen 42 weisen durchgehende Perforationen 43, bei¬ spielsweise in Form von Löchern oder Schlitzen, auf. Diese gewährleisten einen besseren Feuchtigkeitsdurchgang von Saugkern 21 zu Saugkern 21.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Beispiele für einzeln und gruppen¬ weise alternierend mit Saugkernen 21 angeordnete Einlagen 42, welche der Erhöhung des spezifischen Gewichts eines Wasserabsorptionssacks dienen.

In den Fig. 9 und 10 ist ein mit feinkörnigem Sand 32 ge- füllter Wellkarton 44 dargestellt. Die untere und die obere Deckschicht 46, 48 weisen je eine äussere hydrophobe Be¬ schichtung 50 auf. Die sinusförmig verlaufende Wellschicht 52 unterteilt den Wellkarton 44 in l ngslaufende, mit dein Sand 32 gefüllte Kammern.

Stirnseitig sind die längslaufenden Kammern verschlossen, indem sie zusammengedrückt und mit einem Schmelzkleber 24 verschlossen werden.

Nach nicht dargestellten Ausführungsformen kann die Well¬ schicht 52 beispielsweise rechteckför ig, trapezförmig oder sägezahnförmig verlaufen.

In der in Fig. 11 dargestellten Teilansicht der Aussenhülle 22 sind schl angenl inienfδrmig verlaufende Anti rutschbel ge 54 und Perforationen 56 für den Luftdurchtritt angeordnet.

Trocken neben- und aufeinandergeschichtete, sich mit Wasser füllende Wasserabsorptionssäcke 18 verkeilen ineinander und bieten so einen guten Halt gegen den statischen und allfäl- ligeπ dynamischen Druck des Wassers. Die Anti rutschbel ge 54 dienen dazu, diesen Effekt zu verbessern.

Die Antirutschbel äge können anstelle einer Schlangenlinie jede geometrische Form annehmen, z.B. gerade Linien, Punk¬ te, Ringe usw.

Eine beispielsweise aus einem Nonwoven bestehende, reiss- feste Aussenhülle ist für Wasser sehr gut durchlässig, kann jedoch für Luft eine Barriere bilden. Deshalb sind aus der Aussenhülle 22 Perforationen 56 ausgestanzt oder ausge¬ brannt. Diese haben beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm und sind in Abständen von 5 bis 10 mm angeordnet.

In Fig. 12 sind zwei über eine Naht 58 miteinander verbun¬ dene Hälften einer Aussenhül le 22 aus einem Jutegeflecht dargestellt. Nach einer bevorzugten Variante ist die Naht 58 oder 62 als Umlegefalt ausgebildet (Fig. 15). In dieser Naht 58 ist weiter eine ebenfalls aus Sackstoff bestehende Einlage 42 mit einer Innenhülle 43 eingenäht. Die Innenhül- le 43 ist mittels parallel zur Naht 58 verlaufender Längs¬ nähte 60 unterteilt. Die Zwischenräume der Innenhülle 43 sind mit Sand 32 gefüllt und wirken als wasser- und luft¬ durchlässige Schwerschicht. Selbstverständl ch können ein¬ zelne oder z.B. jeder zweite durch Längsnähte 60 gebildete Innenraum leer, also nicht mit Sand 32 gefüllt, sein. Wei¬ ter kann Sand 32 durch feuerverzinkte St be ersetzt sein. Zwischen den beiden Teilen der Aussenhülle 22 und der In¬ nenhülle 43 sind Saugkerne 21 eingelegt, welche das Saug¬ kissen 20 bilden.

Nach anderen Varianten können mehrere Innenhüllen 43 in einer Aussenhül le 22 eingeordnet sein, jeweils mit dazwi¬ schenliegenden Saugkernen 21. Weiter können die Innenhüllen 43, statt in einer Naht 58 befestigt, schwimmend angeordnet sein (Fig. 6).

Ein in der Ansicht rechteckiger Wasserabsorptionssack 18 gemäss Fig. 13 ist auf drei Seiten mit Nähten 58, 62 und 64 über die Aussenhülle 22 verbunden. Auf der Naht 64 gegen- überliegenden Breitseite ist keine Naht ausgebildet, hier befindet sich die Einfüll Öffnung 66 in der Aussenhülle 22, welche aufreissbar verschlossen wird.

In Fig. 14 ist angedeutet, wie die Einfüllöffnung 66 ver- schlössen werden kann. Mit einem reissfesten Faden 68 wird ein den Wasserabsorptionssack 18 verschl iessender Aufreiss- verschluss 70 gebildet, auch Verschluss-Aufreissnaht ge¬ nannt.

In den Fig. 15-17 wird die Herstellung einer Einlage 42 mit Innenhülle 43 und Inhalt näher erläutert. Vorerst wird ein rechteckiges Tuch aus Sackjute längs ittig gefaltet (Fig. 15). Die in Fig. 16 dargestellten Längsnähte 60 der Innenhülle 43 verlaufen parallel zum Falt 72. Analog zu den Längsnäh¬ ten 60 können auch entsprechende Streifen eines Klebers aufgebracht werden. Nach dem Zusammendrücken der beiden Hälften der Innenhülle 43 entstünden ebenfalls parallel zum Falt 72 verlaufende, im wesentlichen rohrfδrmige Kammern zur Aufnahme eines Schüttgutes oder Formkörpers.

Fig. 17 zeigt das Auffül len einer Innenhül le 43 mit Sand 32 als Inhalt, welcher über ein positionier- und kippbares Do¬ siergerät 74 in die von den Längsnähten 60 begrenzten Kam¬ mern eingebracht wird.

Die in Fig. 17 gezeigte Innenhülle 43 ist unten mit einer nicht-aufreissbaren Abschlussnaht 64 verschlossen. Parallel zur Abschlussnaht 64 verlaufend sind zwei Quernähte 76 ein¬ gearbeitet, welche die Länge der durch die Längsnähte 60 gebildeten Kammern beschränkt.

Nach dem Einfüllen des Sands 32 werden die Ei nfüll Öffnungen 66 mit einer Aufreissnaht 65, welche gestrichelt darge¬ stellt ist, verschlossen. Selbstverständlich können die Quernähte 76 ebenfalls aufreissbar ausgebildet oder wegge¬ lassen werden.

Fig. 18-21 zeigen aufreissbare bzw. aufbindbare Verschlüsse der Aussenhülle 22, welche nicht als mit einem Faden 68 (Fig. 14) gebildete Aufreissnaht ausgebildet sind.

Nach Fig. 18 ist das eine Ende der Aussenhülle 22 in Rich¬ tung des andern Endes 80 umgelegt. Ueber beide Enden 78, 80 ist mittels eines bei Kraftanwendung lösbaren Klebers 82 ein Klebeband 84 aufgebracht, welches beim Oeffnen der Aus¬ senhülle 22 des Wasserabsorptionssacks 18 abgeschält wird.

Nach Fig. 19 sind die beiden Enden 78, 80 der Aussenhülle 22 mittels eines unter Kraftanwendung lösbaren Klebers 82 miteinander verbunden, wobei jedoch die aussersten Enden 22 zum Anfassen und Auseinanderschälen frei sind.

Fig. 20 zeigt eine nach Art eines Kartoffel sacks verschlos- sene Ei nfül löffnung der Aussenhülle 22 eines Wasse -absorp- tionssacks. Die Aussenhülle 22 wird zu einem Bund 86 gefal¬ tet und mit einer straff angezogenen Schnur 88 zugebunden.

Fig. 21 zeigt die beiden mit einem nicht lösbaren Kleber 89 verbundenen Enden einer Aussenhülle 22. Auf der Ebene A sind Schwächungsstellen 90 eingestanzt. Der verklebte Saum 92 kann als ganzes abgerissen und damit die Aussenhülle 22 geöffnet werden.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Wasserabsorp¬ tionssacks (18) mit einem Saugkissen (20), bei welchem ein Superabsorber (16) homogen in eine Pulpe (P) mit Zellulosefasern (10) eingestreut, und ein wenigstens einschichtig ausgebildeter Saugkern (21) mit einer reissfesten, fl üssigkeitsdurchl ässigen Aussenhül le (22) konfektioniert wird, wobei sich durch die Wasserauf¬ nahme ein Formkörper bildet,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Zellulosefasern (10) mit einem Gewichtsverhältnis von wenigstens 4:1 mit Fasern (12) aus thermoplasti¬ schem Kunststoff zu einer homogenen Pulpe (P) gemischt werden, welche vor oder nach einem dreidimensional ho¬ mogenen Einstreuen des Superabsorbers (16) formatiert und zum Verbinden der Fasern (10,12) an vielen Punkten (14) einer den .Kunststoff teilweise anschmelzenden Wär¬ mebehandlung unterworfen wird, wodurch die netzartig verbundenen Zellstoff- (10) und Kunststoffasem (12) eine erhöhte, jedoch elastische Formfestigkeit erhal¬ ten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellulosefasern (10) in einem Gewichtsverhältnis von 5:1 bis 100:1 mit thermoplastischen Kunststoffasem (12), welche vorzugsweise mit einem Benetzungsmi tel behandelt sind, gemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Zel 1stoffasern (10) mit fibril 1 ierten thermoplastischen Kunststoffasem (12), vorzugsweise aus einem Polyolefin oder einem Polyester, gemischt und mit 5 bis 50 Gew.-%, inbesondere 30 bis 50 Gew.-%, des Superabsorbers (16), bezogen auf die Zellulosefasern (10), versetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass wenigstens teilweise aus Recycling¬ material, insbesondere aus Papier und/oder Baumwolltex- tilien, durch Zerfasern und Reinigung gewonnene Zel 1 - stoffasern (10) eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei einer knapp unterhalD der Verbrennungstemperatur von Zellulose lie¬ genden Temperatur, vorzugsweise bei 160 bis 220°C, durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass wenigstens die Einfüll Öffnung (66) der Aussenhülle (22) aufreiss- oder aufbindbar ver¬ schlossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülle (22) mit nicht-aufreissbaren seitlichen Abschlussnähten (58,62,64) und einer Aufreissnaht (70), mit einem abschälbaren Klebeband (84), mit lösbar mit¬ einander verklebten Enden (78,80) der Aussenhülle (22) oder mit einem abreissbaren Saum (92) verschlossen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllöffnung (66) der Aussenhül le (22) zu einem Bund (86) gefaltet und mit einer Schnur (88) gebunden wi rd.

9. Wasserabsorptioπssack, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass

das Saugkissen (20) und/oder die Aussenhülle (22) inte¬ grierte Mittel zur von der Pulpe (P) mit dem Superab¬ sorber (16) getrennten Aufnahme einer das spezifische Gewicht erhöhenden Einlage (42) umfassen.

10. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass in der Aussenhülle (22) ausgebildete, verschlossene Taschen (30) ein wasserunlösliches Schüttgut, vorzugsweise Sand (32), enthalten.

11. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugkissen (20) wenigstens eine, vorzugsweise in einer Richtung unterteilte, fle¬ xible Einlage (42) mit einem wasserunlöslichen Schütt¬ gut, vorzugsweise Sand, enthält.

12. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die unterteilten Einlagen (42) stirnsei¬ tig verschlossene Wellagen mit beidseitigen Deck- und vorzugsweise Zwischenblättern sind.

13. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen (42) einzeln oder gruppenweise alternierend mit Saugkernen (21), auch schwimmend, angeordnet sind.

14. Wasserabsorptionssack, hergestellt nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Aussenhül le (22) aus einem Gewebe, Geflecht, Gestrick oder Nonwoven aus Naturfasern be¬ steht.

15. Wasserabsorptionssack nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenhülle (22) aus Sisal- oder Jutefasern besteht.

16. Wasserabsorptionssack nach einem der Ansprüche 9 bis 15, welcher integrierte, von der Pulpe (P) mit dem Su¬ perabsorber (16) getrennte Einlage/n (42) zur Erhöhung des spezifischen Gewichts umfasst, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Einlage/n (42) eine Innenhül le (43) aus einem Gewebe, Geflecht, Gestrick oder Nonwoven aus Na¬ turfasern, vorzugweise aus Sisal- oder Jutefasern, um- fasst/umfassen.

17. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Innenhülle (43) in durch Längsnähte (60) oder Längsverkl ebungen getrennte, stirnseitig ver- schliessbare Aufnahmekammern für Schüttgut, vorzugswei¬ se Sand (32), oder Formkörper, vorzugsweise nichtro¬ stendes Rundeisen oder ausgestanzte Stahlbleche, ohne scharfe Kanten oder Ecken, aufgeteilt ist.

18. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 17, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass wenigstens ein stirnseitiger Verschluss der Innenhülle (43) aufreissbar ist.

19. Wasserabsorptionssack nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (43) mittig gefal¬ tet ist und vorzugsweise wenigstens eine vertikal zum Falt (72) und den Längsnähten (60) verlaufende Quernaht (76) bzw. Querverklebung angebracht ist.