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WO2009156358A1 - Verbesserte feuchtigkeitsregulierende verbundstoffe - Google Patents

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Publication number
WO2009156358A1
WO2009156358A1 PCT/EP2009/057718 EP2009057718W WO2009156358A1 WO 2009156358 A1 WO2009156358 A1 WO 2009156358A1 EP 2009057718 W EP2009057718 W EP 2009057718W WO 2009156358 A1 WO2009156358 A1 WO 2009156358A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
superabsorbent
nonwoven
fibers
composite
weight
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/057718
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Rudolf
Antonino Raffaele Addamo
Ralf NÖRENBERG
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Publication of WO2009156358A1 publication Critical patent/WO2009156358A1/de

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Definitions

  • the present invention relates to improved moisture controlling composites, processes for their preparation and their use for moisture control.
  • the composites are usually two- or three-layered, but depending on the application or desired properties, additional layers may be added, and for economic reasons it will always be attempted to provide a composite having the desired properties
  • Such composites are used, for example, as covers for seating or mattresses, as seat cover, headliner, floor mats or interior lining in motor vehicles or as other textile surfaces.
  • a layer of the composite is thereby formed by an outer fabric, which forms the outer, the viewer or user-facing surface at the point of use of the composite, and at least one further layer of the composite is formed by a superabsorbent nonwoven.
  • the superabsorbent fleece gives the composite moisture-regulating properties.
  • Superabsorbent nonwovens is again understood to mean a composite, namely the fabric consisting of a superabsorbent and a textile material serving as a carrier material, i. a flexible and flat structure made of fibers, threads or yarns.
  • Such textile fabrics are nonwovens, woven fabrics, knitted fabrics, knits or other textile materials.
  • nonwovens For the sake of simplicity, in connection with the present invention, as usual, only the term “nonwovens” is used, since for economic reasons nonwovens are predominantly used. However, woven, knitted, knitted, knitted or other textile fabrics can be used as well as nonwovens and are included in the context of this invention by the term "fleece”.
  • the nonwovens in question are also known under the name "superabsorbent coated nonwovens”.
  • Superabsorbents themselves are also known. Also, for such materials, terms such as “high swellable polymer””hydrogel” (often used for the dry form), “hydrogel-forming polymer”, “water-absorbent polymer”, “absorbent gelling material”, “swellable resin”, “water-absorbent resin”, These are crosslinked hydrophilic polymers, in particular polymers of (co) polymerized hydrophilic monomers, graft (co) polymers of one or more hydrophilic monomers on a suitable graft base, crosslinked cellulose or starch ethers, crosslinked carboxy methyl cellulose, partially crosslinked polyalkylene oxide or in aqueous liquids swellable natural products, such as guar derivatives, wherein water-absorbing polymers based on partially neutralized acrylic acid are the most widespread.
  • superabsorbents are their ability to absorb a multiple of their own weight of aqueous liquids and to not release the liquid under some pressure.
  • the dry superabsorbent transforms into a gel when it absorbs liquid, with the usual water absorption corresponding to a hydrogel.
  • Crosslinking is essential for synthetic superabsorbents and an important difference to conventional pure thickeners, as it leads to the insolubility of the polymers in water. Soluble substances would not be useful as superabsorbents.
  • the most important application of superabsorbents is the absorption of body fluids.
  • Superabsorbents are used, for example, in infant diapers, adult incontinence products or feminine hygiene products.
  • the superabsorbent is part of the nonwoven, it is produced for example by polymerization of a corresponding, applied to the nonwoven monomer solution or suspension on the web or introduced as a finished powdered or fibrous superabsorbent in the production of the nonwoven in this.
  • WO 01/56625, EP-A 1 178 149 and US 5,962,068 describe processes for the preparation of water-absorbing composites in which water-absorbing polymers are grafted onto a support material.
  • WO 2006/106096 A1 describes moisture-regulating composites substances which contain at least one planar support material, at least one water-soluble hygroscopic substance and at least one water-absorbing polymer polymerized onto the support material in the presence of the water-soluble hygroscopic substance.
  • JP-A 05-105705 relates to non-flowing drying agents consisting of a carrier material and hygroscopic salts, wherein the hygroscopic salts are fixed on the carrier material by means of water-absorbing polymers.
  • WO 2007/023085 A1 teaches moisture-regulating composites that do not form undesirable bumps on contact with relatively high amounts of liquid (for example, spilling liquid onto the composite).
  • the moisture-controlling composites of WO 2007/023086 A1 contain a plasticizer to avoid unwanted stiffness.
  • WO 00/64311 discloses composites wherein superabsorbents have been polymerized onto a support material. The composites are used to regulate moisture in Seat cushions used.
  • WO 2004/067826 A1 teaches multilayer textile fabrics, in particular those of single-sided mesh-coated nonwovens, which may contain functional agents, for example superabsorbents, and are suitable as upholstery fabrics.
  • DE 40 01 207 A1, DE 40 34 920 A1, DE 41 27 337 A1, DE 42 06 895 A1, DE 197 26 810 C1 and DE 198 09 156 A1 relate to the use of moisture-regulating composites in seat furniture, in particular in motor vehicle seats.
  • Textiles in particular bad weather or work clothing, but also tarpaulins, are often treated with fluorocarbons (also called “fluorocarbon resins") for the purpose of repelling water; this is referred to as "fluorocarbon finish", “finish” or “impregnation”.
  • fluorocarbons are typically polymers bearing perfluorinated alkyl groups.
  • the textile is treated with a suspension of fluorocarbons with auxiliaries, in particular further polymers and emulsifiers, by dipping in a padding machine or spraying.
  • auxiliaries in particular further polymers and emulsifiers
  • EP 429 983 A2 discloses an aroma of fluorocarbons and a cationically modified polyurethane.
  • EP 648 887 A1 teaches the use of a mixture of fluorocarbon and a polymer having cyclic anhydride groups.
  • EP 713 939 A2 relates to the impregnation of a substrate by means of a mixture of a copolymer of perfluoroalkyl-containing (meth) acrylates with certain other monomers and a fluorine-free poly (meth) acrylate.
  • WO 2004/106623 A1 discloses a polyurethane and optionally emulsifier-containing fluorocarbon finish.
  • the fluorocarbon finish contaminates the composite. imparts pointing properties and reduces the risk of local buckling or swelling in the unintentional introduction of larger quantities of liquid, in particular by slowing down the absorption of the liquid by the superabsorbent nonwoven, but without - as in equipping a superabsorbent nonwoven composite with a water typically used for hydrophobization repellent substance such as a typical fluorocarbon resin would actually be expected - to affect the moisture regulation.
  • the fluorocarbon finish allows for larger amounts of spilled liquid to be wiped off prior to absorption prior to penetration into the composite and absorption by the superabsorbent web, thus protecting the superabsorbent web from inadvertent overuse with liquid.
  • the superabsorbent nonwoven in turn comprises at least one flat carrier material (the nonwoven) and a superabsorber. It may contain other constituents, in particular those which are already known as constituents of superabsorbent nonwovens. Examples of such further ingredients are hygroscopic substances or plasticizers. Superabsorbent nonwovens are known. Any commercially available superabsorbent fleece can be used.
  • the carrier materials of the superabsorbent nonwoven are subject to no restriction.
  • Preferred backing materials are nonwovens, woven fabrics, knitted fabrics, stitchbonded fabrics, knitted fabrics or hybrid forms thereof, in particular nonwovens (it should be recalled that in the context of this invention, for the sake of simplicity, often only “nonwovens” are mentioned, since these are the most economically important, fabrics, Knitted fabrics, Nähgewirke, knits or other textile materials, however, are also usable).
  • Suitable nonwovens according to the invention include in particular those made of synthetic fibers.
  • the plastic fibers can be made from all polymers from which fibers are formed and from which fibers a nonwoven fabric can be made.
  • suitable polymers are polyolefins such as polyethylene, polypropylene and the like, polyesters such as polyethylene terephthalate and the like, polyamides such as polyamide 6, polyamide 6,6, poly (iminocarboxylpentamethylene) and the like, acrylic fibers and modified cellulosic material such as cellulose acetate and rayon, and mixtures and copolymers thereof.
  • the production of the plastic fibers can be carried out by meltblowing, by spunbonding, by extrusion and drawing or by other wet, dry and melt spinning processes known to the person skilled in the art.
  • the plastic fibers from which the web is formed may have a finite length or be substantially endless.
  • the plastic fibers are formed by meltblowing, they can be essentially endless (few visible ends).
  • the fibers are made by extrusion and drawing into a tow or sliver, this can be so used or cut into staple fibers having a length of for example about 25 millimeters to about 75 millimeters or short cut fibers having a length of about 1 millimeter to about 25 millimeters.
  • the plastic fibers may suitably have a maximum cross-section of about 0.5 microns to about 50 microns as determined microscopically with the light microscope and the calibrated step micrometer or by scanning electron micrographs.
  • the nonwoven can be produced directly by wet or dry forming, by spunbonding or meltblown processes, for example by carding or web formation in the air flow ("airlaids") of staple or short cut fibers, as well as other processes known to those skilled in the art for producing nonwovens
  • the nonwoven web may then be thermally or mechanically bonded to one of the methods known in the art for bonding nonwovens include thermal bonding, spot bonding, powder bonding, ultrasonic bonding, chemical bonding, mechanical needling, water jet bonding , Stitching and the like.
  • the fibers may be homogeneous fibers or else multicomponent fibers, in particular bicomponent fibers such as core-sheath or side-by-side fibers.
  • the nonwoven may consist of a single type of plastic fiber or contain plastic fibers formed of different polymers with different fiber lengths or diameters.
  • the nonwoven may comprise a blend of (1) polyethylene-shell and polypropylene core bicomponent fibers having a maximum cross-sectional diameter of about 20 microns and a length of about 38 millimeters, and (2) polyester fibers (polyethylene terephthalate) having a largest cross-sectional diameter of about 25 microns and a length of about 38 millimeters.
  • the fibers 1 and 2 may be present in a weight ratio of 1:99 to 99: 1.
  • the fibers may be uniformly mixed or enriched on opposing planar surfaces of the web.
  • a suitable nonwoven generally consists of at least 10 wt%, preferably at least 20 wt%, more preferably at least 25 wt%, and most preferably at least 50 wt% plastic fiber.
  • the weight fraction of plastic fiber may be 100% by weight.
  • the nonwoven may also contain 0 to 90% by weight of a non-plastic fiber such as pulp fluff, cotton linters, cotton and the like.
  • the polymers from which the synthetic fibers of the web are formed have inherently hydrophobic properties.
  • a material is called “hydrophobic” when the contact angle between water and the material is greater than 90 degrees.
  • a material is referred to as “hydrophilic” if the contact angle between water and the material is less than 90 degrees.
  • a polymeric material is considered to be “inherently” hydrophobic or hydrophilic if it is hydrophobic or hydrophilic without application of additives or auxiliaries (such as, for example, surfactants or spinning auxiliaries).
  • the nonwoven generally has a basis weight of at least 20 g / m 2 , preferably at least 30 g / m 2 and more preferably at least 50 g / m 2 and generally at most 800 g / m 2 , preferably at most 400 g / m 2 and most preferably not more than 200 g / m 2 .
  • the nonwoven fabric typically has a density of at least 0.005 g / cm 3, preferably at least 0.008 g / cm 3 and more preferably at least 0.01 g / cm 3, and generally of at most 0.12 g / cm 3, preferably of at most 0.1 g / cm 3 and in a particularly preferred form of at most 0.08 g / cm 3 .
  • the nonwoven may additionally contain hydrophilic fibers.
  • hydrophilic fibers may be inherently hydrophilic materials such as cellulosic fibers such as zeolite filler, cotton linters and the like, cellulosic regenerate fibers such as rayon or certain nylon copolymers such as poly (pentamethylenecarbonamide) (polyamide-6) / polyethylene oxide.
  • hydrophilic fibers are also obtainable by treating hydrophobic fibers with a hydrophilizing agent.
  • the hydrophilic fibers can also be made from a polyolefin, which is subsequently coated with a surfactant, such as a surfactant, so that the fiber becomes hydrophilic.
  • surfactant such as a surfactant
  • Processes for the preparation of inherently hydrophilic fibers such as zeolite fluoride are known, as are processes for the production of cellulose regenerated fibers such as rayon or processes for the hydrophilization of hydrophobic fibers.
  • the fibers are desirably of a fiber length and diameter in the above ranges.
  • the hydrophilic fibers are inherently hydrophilic, such as pulp fluff, rayon, cotton, cotton linters and the like, the fibers typically have a length of from about 1.0 millimeter to about 50 millimeters and a diameter of about 0, 5 microns to about 100 microns.
  • the web may contain a single type of hydrophilic fiber, but also hydrophilic fibers of different composition, length and diameter.
  • the web consists of airlaid cellulosic fibers such as pulp fluff.
  • Pulp fluff fibers are due to their easy accessibility and its cost advantage over synthetic fibers preferably used.
  • Such a nonwoven generally has a basis weight of at least 20 g / m 2 , preferably at least 25 g / m 2 and more preferably at least 50 g / m 2 and generally of at most 200 g / m 2 , preferably at most 150 g / m 2 and most preferably at most 125 g / m 2 .
  • Such a web generally has a density of at least 0.04 g / cm 3 , preferably at least 0.06 g / cm 3, and more preferably at least 0.08 g / cm 3, and generally at most 0.20 g / cm 3 , preferably of at most 0.16 g / cm 3 and in a particularly preferred form of at most 0.14 g / cm 3 .
  • Another useful carrier material in the superabsorbent web is one of the elastomers known and often used for composites in seating, mattress and automotive seat covers.
  • conventional nonwoven fabrics of the "multiknif", “maliwatt”, “malivlies” or “kunit” type are produced by pressure-elastic textiles, which are produced, for example, by stitch-bonding processes and are characterized by a partial reorientation of the mostly longitudinal fibers in the transverse direction. so that a thickening of the web takes place and a certain compressive elasticity or cushioning effect is generated.
  • the superabsorbent nonwoven according to the invention contains superabsorbers on or in the nonwoven used as carrier material. This is produced, for example, by polymerization of a corresponding monomer solution or suspension applied to the nonwoven on the nonwoven or introduced as a finished powdered or fibrous superabsorber in the production of the nonwoven in this by the production of the nonwoven fabric in the presence of superabsorbent particles. In this case, any known superabsorbent can be used.
  • the polymerization of a monomer solution applied to the nonwoven typically leads to superabsorber particles adhering particularly firmly to the fibers and evenly distributed in the nonwoven, and is also technically comparatively simple and therefore the preferred method for producing superabsorbent nonwovens.
  • the monomer solution or suspension applied (for example sprayed or impregnated) to the nonwoven in this process for subsequent polymerization typically contains:
  • the monomers a) are preferably water-soluble, i. the solubility in water at 23 ° C. is typically at least 1 g / 100 g of water, preferably at least 5 g / 100 g of water, more preferably at least 25 g / 100 g of water, most preferably at least 35 g / 100 g of water.
  • Suitable monomers a) are, for example, ethylenically unsaturated carboxylic acids, such as acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid. Particularly preferred monomers are acrylic acid and methacrylic acid. Very particular preference is given to acrylic acid.
  • Suitable monomers a) are, for example, ethylenically unsaturated sulfonic acids, such as styrenesulfonic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS).
  • sulfonic acids such as styrenesulfonic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS).
  • AMPS 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid
  • a suitable monomer a) is, for example, an acrylic acid purified according to WO 2004/035514 A1 with 99.8460% by weight of acrylic acid, 0.0950% by weight of acetic acid, 0.0332% by weight of water, 0.0203% by weight.
  • % Propionic acid 0.0001% by weight of furfurals, 0.0001% by weight of maleic anhydride, 0.0003% by weight of diacrylic acid and 0.0050% by weight of hydroquinone monomethyl ether.
  • the proportion of acrylic acid and / or salts thereof in the total amount of monomers a) is preferably at least 50 mol%, particularly preferably at least 90 mol%, very particularly preferably at least 95 mol%.
  • the monomer a) is neutralized.
  • the monomer is partially neutralized. This is usually done by mixing the neutralizing agent as an aqueous solution or preferably as a solid in the monomer or the monomer solution.
  • the degree of neutralization of the monomer is generally at least 25 mol%, preferably at least 50 mol% and more preferably at least 60 mol% and generally at most 95 mol%, preferably at most 80 mol%, and most preferably not more than 75 mol%, it being possible to use the customary neutralizing agents, preferably alkali metal hydroxides, alkali metal oxides, alkali metal carbonates or alkali metal bicarbonates and also their mixtures. Instead of alkali metal salts and ammonium salts can be used. Sodium and potassium are particularly preferred as alkali metals, but most preferred are sodium hydroxide, sodium carbonate or sodium bicarbonate and mixtures thereof.
  • the monomer solution contains as stabilizer against undesired early polymerization preferably up to 250 ppm by weight, preferably at most 130 ppm by weight, more preferably at most 70 ppm by weight, preferably at least 10 ppm by weight, particularly preferably at least 30% by weight.
  • ppm in particular by 50 ppm by weight of hydroquinone half ether, in each case based on the unneutralized monomer a).
  • hydroquinone half ether in each case based on the unneutralized monomer a.
  • an ethylenically unsaturated, acid group-carrying monomer having a corresponding content of hydroquinone half-ether can be used to prepare the monomer solution.
  • This stabilizer is sometimes referred to as a "polymerization inhibitor", even if it is intended only to inhibit uncontrolled or premature polymerization and no inhibition of the desired polymerization to the superabsorbent.
  • Preferred hydroquinone half ethers are hydroquinone monomethyl ether (MEHQ) and / or alpha-tocopherol (vitamin E). These stabilizers require dissolved oxygen for an optimal effect. Therefore, the monomer solution may be polymerized prior to polymerization by inerting, i. By flowing with an inert gas, preferably nitrogen or carbon dioxide, freed of dissolved oxygen and thus conveniently the stabilization of the monomer against polymerization are lowered.
  • an inert gas preferably nitrogen or carbon dioxide
  • the oxygen content of the monomer solution before polymerization is reduced to less than 1 ppm by weight, more preferably less than 0.5 ppm by weight, most preferably less than 0.1 ppm by weight.
  • Suitable crosslinkers b) are compounds having at least two groups suitable for crosslinking. Such groups are, for example, ethylenically unsaturated groups which can be incorporated in the polymer chain by free-radical polymerization, and functional groups which can form covalent bonds with the acid groups of the monomer a). Furthermore, polyvalent metal salts which can form coordinative bonds with at least two acid groups of the monomer a) are also suitable as crosslinking agents b).
  • Crosslinkers b) are preferably compounds having at least two polymerizable groups which can be incorporated in the polymer network in free-radically polymerized form.
  • Suitable crosslinkers b) are, for example, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, allyl methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, triallylamine, tetraallylammonium chloride, tetraallyloxyethane, as described in EP 530 438 A1, di- and triacrylates, as in EP 547 847 A1, EP 559 476 A1 , EP 632 068 A1, WO 93/21237 A1, WO 2003/104299 A1, WO 2003/104300 A1, WO 2003/104301 A1 and DE 103 31 450 A1, mixed acrylates which, in addition to acrylate groups, contain further ethylenically unsaturated groups, as in DE 103 31 456 A1 and DE 103 55
  • Preferred crosslinkers b) are pentaerythritol triallyl ether, tetraalloxyethane, methylenebis-methacrylamide, 15-times ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, polyethylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate and triallylamine.
  • Very particularly preferred crosslinkers b) are the polyethoxylated and / or propoxylated glycerols esterified with acrylic acid or methacrylic acid to form di- or triacrylates, as described, for example, in WO 2003/104301 A1.
  • Particularly advantageous are di- and / or triacrylates of 3- to 10-fold ethoxylated glycerol.
  • diacrylates or triacrylates of 1 to 5 times ethoxylated and / or propoxylated glycerol.
  • Most preferred are the triacrylates of 3 to 5 times ethoxylated and / or propoxylated glycerol, in particular the triacrylate of 3-times ethoxylated glycerol.
  • the amount of crosslinker b) is generally from 0.05 to 1, 5 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 1 wt .-%, most preferably 0.3 to 0.6 wt .-%, each based on monomer a).
  • initiators c) it is possible to use all compounds which generate free radicals under the polymerization conditions, for example thermal initiators, redox initiators or photoinitiators.
  • Suitable redox initiators are sodium peroxodisulfate / ascorbic acid, hydrogen peroxide / ascorbic acid, sodium peroxodisulfate / sodium bisulfite and hydrogen peroxide / sodium bisulfite.
  • thermal initiators and redox initiators are used, such as sodium peroxodisulfate / hydrogen peroxide / ascorbic acid.
  • the reducing component used is preferably a mixture of the sodium salt of 2-hydroxy-2-sulfinatoacetic acid, the disodium salt of 2-hydroxy-2-sulfonatoacetic acid and sodium bisulfite.
  • Such mixtures are available as Brüggolite® FF6 and Brüggolite® FF7 (Brüggemann Chemicals; Heilbronn; DE).
  • the production of superabsorbent nonwovens is often photopolymerized, in which case suitable photoinitiators are used.
  • Preferred initiators include water-soluble azo compounds such as 2,2'-azobis (2- (2-imidazol-2-yl)) propane dihydrochloride and 2,2'-azobis (amidino) propane dihydrochloride, water-soluble benzophenones such as 4-benzoyl-N, N, N-trimethylbenzenethanaminium chloride, 2-hydroxy-3- (4-benzoylphenoxy) -3-N, N, N-trimethyl-1-propane-ammonium chloride monohydrate, 2-hydroxy-3- (3,4-dimethyl-9 -oxo-9H-thioaxanthone-2-yloxy) -N, N, N-trimethyl-1-propanaminium chloride, 2-hydroxy-1- [4- (hydroxyethoxy) - phenyl] -2-methyl-1-propanone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one and 4-benzoyl-N, N-dimethyl-N- [2- (1-oxo-2-
  • the monomer solution or suspension contains a sufficient amount of one or more initiators to polymerize the superabsorbent-forming monomer contained in the monomer solution or suspension.
  • the amount of initiator is in the range of 0.01 to 5.0, and more preferably in the range of 0.2 to 2.0 weight percent, based on the weight of monomer a).
  • Examples of ethylenically unsaturated monomers d) which can be copolymerized with the ethylenically unsaturated monomers having acid groups are acrylamide, methacrylamide, hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl acrylate, diethylaminopropyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate.
  • water-soluble polymers e it is possible to use polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, starch, starch derivatives, modified cellulose, such as methylcellulose or hydroxyethylcellulose, gelatin, polyglycols or polyacrylic acids, preferably starch, starch derivatives and modified cellulose.
  • the monomer solution usually contains a solvent or suspending agent f). Since most of the solutions or relatively small proportions of insoluble components containing suspensions (for example, supersaturated solutions) is used, the following is for the sake of simplicity, only solutions of the following. Any solvent or solvent mixture that allows satisfactory application of the monomer solution to the web can be used. Usually and preferably, water is used.
  • the water content of the monomer solution is generally at least 40% by weight, preferably at least 45% by weight and more preferably at least 50% by weight, and generally at most 75% by weight, preferably at most 70% by weight in a particularly preferred form at most 65 wt .-%.
  • the amount of water is adjusted so that a solution which can be sprayed well will be obtained.
  • this can also be achieved by using thickeners.
  • a viscosity of the spray solution of at least 20 centipoise, preferably at least 30 centipoise, and more preferably at least 40 centipoise, and generally at most 400 centipoise, preferably at most 150 centipoise, and more preferably at most 100 centipoise, respectively a Brookfield viscometer, adjusted.
  • the monomer solution optionally contains further additives or auxiliaries.
  • additives or auxiliaries are hygroscopic substances, in particular sodium chloride, as described, for example, in WO 2006/106096 A1 or JP 05/105705 A, plasticizers, as described in WO 2007/023085 A1, thickeners or substances acting as such, for example finely divided particulate superabsorbent, as described in WO 01/56625 A2.
  • the order of addition of the components of the monomer solution in the preparation of the monomer solution is not particularly important per se, but for safety reasons, it is preferred to add the initiator last.
  • the monomer solution is first applied to the nonwoven used as carrier material.
  • Convenient methods of application include spraying or dropping the monomer solution onto the web or soaking the web with monomer solution, conveniently by passing a nonwoven web through the monomer solution in a padder or similar apparatus capable of applying predetermined amounts of a liquid to a fabric.
  • the monomer solution is typically applied in amounts such that a final superabsorbent content after final drying of generally at least 20 g / m 2 , preferably at least 40 g / m 2 and more preferably at least 40 g / m 2 and in the Generally at most 700 g / m 2 , preferably at most 500 g / m 2 and in a particularly preferred form at most 400 g / m 2 is achieved.
  • the spraying can take place by means of all conventional spraying devices, for example through nozzles.
  • Both single-fluid nozzles and two-fluid nozzles, in which the monomer solution is atomized by a gas can be used.
  • the gas air or an inert gas such as nitrogen, argon or helium can be used.
  • the use of an inert gas such as nitrogen has the advantage of promoting the removal of oxygen from the monomer solution and thus reducing the polymerization inhibiting effect of stabilizers such as MEHQ.
  • the monomer solution After application of the monomer solution to the web, it is subjected to conditions in which the monomers polymerize.
  • these conditions include the action of heat, ultraviolet rays, electron beams, or their combination on the nonwoven fabric charged with the monomer solution.
  • the polymerization can be discontinuous or be carried out continuously, for example, by the applied with monomer solution fleece on a conveyor belt or heating sections.
  • the reaction device is not particularly limited.
  • the monomer solution applied to the nonwoven can be polymerized in an oven in air or in an inert atmosphere or else in vacuo.
  • the mat passes through a dryer, such as an infrared dryer, through-air dryer, or the like.
  • the polymerization temperature is selected as a function of the thickness of the substrate, the monomer concentration and the type and amount of the thermal initiator used in the monomer solution so that complete polymerization, apart from the tolerable in each case residual monomer concentration, is achieved.
  • the thermal polymerization is typically carried out in a temperature range from 20 0 C to 150 0 C and preferably from 40 0 C to 100 0 C.
  • the polymerization time depends on the polymerization temperature, but is typically in the range of a few seconds to 2 hours and preferably in the range from a few seconds to 10 minutes.
  • irradiation Upon initiation of polymerization by ultraviolet radiation, irradiation is carried out conventionally using conventional UV lamps. Irradiation conditions, such as irradiation intensity and time, depend on the type of fibrous substrate used, the amount of monomer applied to the substrate, the amount and amount of initiator, and are chosen according to the art. Typically, the irradiation is carried out using a UV lamp having an intensity in the range of 100 to 700 watts per inch, preferably in the range of 400 to 600 watts per inch, with a distance between UV lamp and substrate between 2 to 30 centimeters a period of 0.1 seconds to 10 minutes.
  • a UV lamp having an intensity in the range of 100 to 700 watts per inch, preferably in the range of 400 to 600 watts per inch, with a distance between UV lamp and substrate between 2 to 30 centimeters a period of 0.1 seconds to 10 minutes.
  • the irradiation with ultraviolet rays may be carried out under vacuum, in the presence of an inert gas such as nitrogen, argon, helium and the like, or in air.
  • the irradiation temperature is not critical, wherein the irradiation of the sprayed fleece can be carried out with satisfactory results, usually at room temperature.
  • Electrocurtain ® CB is 175 (Energy Sciences, Inc., Wilmington, USA). In the range of 150 to 300 kilovolt operating accelerometers are usable.
  • the beam current, typically in the range of 1 to 10 milliamperes, of such devices can be adjusted to the desired dose of ionizing radiation.
  • the particular dose of ionizing radiation varies somewhat and depends on factors such as the presence or absence of crosslinking monomers, the desired degree of polymerization of the polymer, the desired degree of crosslinking, and the like.
  • the nonwoven treated with monomer solution with doses of about 1 to 16 megarads and preferably 2 to 8 megarads to be irradiated.
  • doses of about 1 to 16 megarads and preferably 2 to 8 megarads to be irradiated.
  • it is desirable to deoxygenate the monomer solution for example, by bubbling nitrogen through the solution prior to application to the web.
  • the dose is preferably chosen so that no fiber degradation occurs.
  • superabsorbent nonwoven fabric is usually dried, for example, by drying in a convection oven, passing through a hot air dryer, passing through a lit with infrared lamps route or other suitable and known measures and apparatus for drying fabric webs. It is dried until the desired moisture content of the superabsorber is reached.
  • the nonwoven used as a carrier material can be applied to one or both sides with monomer solution and irradiated.
  • the superabsorbent fleece can be aftertreated.
  • examples of possible aftertreatments are the application of plasticizers, surfactants, other textile auxiliaries, the setting of a desired moisture content or the surface postcrosslinking (often also only postcrosslinking) of the superabsorbent particles The measures can also be combined.
  • Suitable surface postcrosslinkers are compounds containing groups that can form covalent bonds with at least two carboxylate groups of the polymer particles.
  • Suitable compounds are, for example, polyfunctional amines, polyfunctional amidoamines, polyfunctional epoxides, as described in EP 83 022 A2, EP 543 303 A1 and EP 937 736 A2, di- or polyfunctional alcohols, as in DE 33 14 019 A1, DE 35 23 617 A1 and EP 450 922 A2, or ⁇ -hydroxyalkylamides, as described in DE 102 04 938 A1 and US Pat. No. 6,239,230.
  • Preferred postcrosslinkers are ethylene carbonate, ethylene glycol diglycidyl ether, reaction products of polyamides with epichlorohydrin and mixtures of propylene glycol and 1,4-butanediol.
  • Very particularly preferred postcrosslinkers are 2-hydroxyethyloxazolidin-2-one, oxazolidin-2-one and 1,3-propanediol. It is also possible to use postcrosslinkers which contain additional polymerizable ethylenically unsaturated groups, as described in DE 37 13 601 A1.
  • the amount of postcrosslinker is generally 0.001 to 2 wt .-%, preferably 0.02 to 1 wt .-%, particularly preferably 0.05 to 0.2 wt .-%, each based on the amount of superabsorbent in the fleece.
  • polyvalent cations are applied to the particle surface before, during or after the post-crosslinking in addition to the postcrosslinkers or as postcrosslinkers.
  • the polyvalent cations which can be used in the process according to the invention are, for example, divalent cations, such as the cations of zinc, magnesium, calcium, iron and strontium, trivalent cations, such as the cations of aluminum, iron, chromium, rare earths and manganese, tetravalent cations, such as the cations of Titanium and zirconium.
  • chloride bromide, sulfate, hydrogensulfate, carbonate, hydrogencarbonate, nitrate, phosphate, hydrogenphosphate, dihydrogenphosphate and carboxylate, such as acetate and lactate, are possible.
  • Aluminum sulfate is preferred.
  • polyamines can also be used as polyvalent cations.
  • the amount of polyvalent cation used is, for example, 0.001 to 1.5% by weight, preferably 0.005 to 1% by weight, particularly preferably 0.02 to 0.8% by weight. in each case based on the polymer particles.
  • the postcrosslinking is usually carried out by spraying a solution of the postcrosslinker onto the dried superabsorbent web. Following spraying, drying is carried out, the postcrosslinking reaction taking place both before and during drying. Spraying (in principle, application by impregnation is also possible) and drying are carried out as described above for the polymerization of the monomer solution.
  • the postcrosslinkers are typically used as an aqueous solution. About the content of non-aqueous solvent or total amount of solvent, the penetration depth of the postcrosslinker can be adjusted in the superabsorbent particles. If only water is used as the solvent, it is advantageous to add a surfactant. As a result, the wetting behavior is improved and the tendency to agglomerate is reduced. However, preference is given to using solvent mixtures, for example isopropanol / water, 1,3-propanediol / water and propylene glycol / water, the mixing mass ratio preferably being from 20:80 to 40:60.
  • the superabsorbent web is laminated according to the invention with an outer fabric.
  • the outer material used is any known outer fabric for composite textiles.
  • the outer fabric not only determines the visual impression of the composite textile, but is also essential for the haptic impression. In most cases, therefore, woven, knitted or knitted or synthetic leather or similar flat plastic structures in the desired color and used in the desired pattern. In particular, if the recyclability of the composite plays a role as a whole, it is preferred to produce the outer fabric and the carrier fleece of the superabsorbent fleece from the same material.
  • Outer fabric and superabsorbent nonwoven are laminated on conventional manner in composite textiles.
  • desired cohesive connection for example, is glued surface or with an adhesive network or by melting, welding (such as thermal or ultrasound) connected by fibers.
  • welding such as thermal or ultrasound
  • the moisture-regulating composite textile according to the invention may optionally contain further layers in addition to the outer fabric and superabsorbent nonwoven. These are chosen according to the purpose. Examples of possible further layers are, for example, a structuring layer under a synthetic leather outer material, spacer fabrics and flame-laminated foams, a back textile protective or reinforcing layer or a water-impermeable back layer.
  • the outer fabric in the composite fabric according to the invention is provided with a fluorocarbon finish.
  • the fluorocarbon finish of textiles is known and widely used. Finishes for the application of fluorocarbon resins are common commercial goods and are applied in common apparatus such as foulards.
  • fluorocarbons or fluorocarbon resins are fluorine-containing organic compounds
  • Co refers to polymers that can be prepared by preferably free radical (co) polymerization of one or more mono- or polyfluorinated (co) monomers.
  • fluorinated (co) monomers examples include fluorine-containing olefins such as vinylidene fluoride, trifluorochloroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinyl esters of fluorinated or perfluorinated C3-Cn carboxylic acids as described, for example, in US Pat. Nos.
  • (meth) acrylic esters of fluorinated or perfluorinated alcohols such as fluorinated or perfluorinated Cs-Cu-alkyl alcohols, such as (meth) acrylatklaeester of HO-CH2-CH2-CF3, HO-CH2-CH2-C2F5, HO-CH2-CH2 -nC 3 F7, HO-CH 2 -CH 2- IsO-C 3 F 7 , HO-CH 2 -CH 2 -nC 4 F 9 , HO-CH 2 -CH 2 -n-C 6 Fi 3 , HO-CH 2 -CH 2 -nC 8 Fi7, HO -CH 2 -CH 2 -OnC 6 Fi 3 , HO-CH 2 -CH 2 -OnC 8 Fi 7 , HO-CH 2 -CH 2 -n-CioF 2 i, or HO-CH 2 -CH 2 -n- Ci 2 F 25 ,
  • copolymers of, for example, (meth) acrylic acid and / or Ci-C 2 o-alkyl esters of (Meth) acrylic acid or glycidyl (meth) acrylate with esters of the formula I are also possible.
  • R 1 is hydrogen, CH 3 , C 2 H 5 , R 2 CH 3 , C 2 H 5 , x is an integer in the range of 4 to 12, preferably 6 to 8, y is an integer Number in the range of 1 to 1 1, preferably 1 to 6,
  • halo-containing organic (co) polymers (a).
  • halogen-containing organic (co) polymers include copolymers of (meth) acrylklaestern fluorinated, in particular perfluorinated C 3 - C 2 alkyl alcohols such as for example HO-CH 2 -CH 2 -CF 3, HO-CH 2 -CH 2 -C 2 F 5 , HO-CH 2 -CH 2 -nC 3 F 7 , HO-CH 2 -CH 2 -iso-C 3 F 7 , HO-CH 2 -CH 2 -nC 4 F 9 , HO- CH 2 -CH 2 -n-C 6 Fi 3 , HO-CH 2 -CH 2 -nC 8 Fi7, HO-CH 2 -CH 2 -OnC 6 Fi 3 , HO-CH 2 -CH 2 -OnC 8 Fi7, HO-CH 2 -CH 2 -n-CioF 2 i, HO-CH 2 -CH 2 -n-Ci
  • the fluorocarbon resins may be used in admixture.
  • the fluorocarbons in ready-to-use finish are usually in the form of an aqueous suspension stabilized with emulsifiers, which may contain further textile auxiliaries, polymers and stabilizers.
  • the fluorocarbon finish of the composite of the invention is made by treating the face fabric prior to its lamination to the composite in a conventional manner, such as by dipping the face sheet into the finish and squeezing excess finish in a pad, spraying with a sprayable finish, brushing or sponge application, or treating the face cloth. Top of finished composite with a fluorocarbon finish by spraying with a sprayable finish, brush or sponge application. In general, it is more economical and therefore preferable to carry out the fluorocarbon finishing of the outer fabric prior to its lamination to the composite and then to dry it in a conventional manner. After applying the desired amount of fluorocarbon finish, the fluorocarbon-finished outer fabric or composite is finally dried. The drying is carried out as usual, for example as after polymerization or post-crosslinking of the superabsorbent nonwoven.
  • the composites of the invention are particularly suitable for moisture regulation, especially in mattresses and seat cushions, for example in seating or car seats and in other interior trim or floor mats
  • Seat cushions or mattresses containing the composites of the invention have increased seating or lying comfort because the superabsorbent nonwoven fabric in the composite regulates the relative humidity to a comfortable level and prevents excessive perspiration.
  • the composites of the invention can optimally release the absorbed moisture in phases of non-use and regenerate quickly. They are also dirt and oil repellent and due to better fluid distribution less prone to buckling on contact with locally larger amounts of liquid. Because of this balanced property profile, the composites according to the invention enable hitherto unattainable sitting or lying comfort.
  • the composites are stored for 60 minutes at a temperature of 23 0 C and a relative humidity of 50% in the climate chamber for equilibrium. Subsequently, the relative humidity is increased to 90% and the composites for 90 minutes at 30 0 C maintained (absorption phase). The relative humidity is then reduced to 40% and the sample is kept at 40 ° C. for 100 minutes (desorption phase).
  • the weight change by absorption / desorption is measured continuously and registered as an increase in weight, based on g applied superabsorber.
  • the reference weight gain is the weight after equilibration after 60 minutes.
  • the monomer solution contained 19599 g of a 37.5% strength by weight aqueous sodium acrylate solution (corresponding to 24.5% by weight of sodium acrylate in the entire monomer solution), 435 g of acrylic acid (8.5% by weight), 900 g of polyethylene glycol diacrylate (Diacrylate of a polyethylene glycol having an average molecular weight of 400) (3% by weight) as a crosslinker, 66 g of 2-hydroxy-1- [4- (hydroxyethoxy) phenyl] -2-methyl-1-propanone (0, 22 wt .-%) as an initiator, 1500 g of glycerol (5 wt .-%) and 7500 g of a 25 wt .-% aqueous sodium chloride solution (6.25 wt .-% NaCl).
  • the amount of monomer solution was chosen so that the loading of the polymer terephthalate non-woven with polymerized water-absorbing polymer was 400 g / m 2 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft verbesserte Verbundstoffe, umfassend ein Superabsorbervlies und einen Oberstoff mit Fluorcarbonausrüstung, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung zur Feuchtigkeitsregulierung. Derartige Verbundstoffe sind feuchtigkeitsregulierend, schmutz- und ölabweisend und neigen weniger zu Ausbeulungen bei Kontakt mit lokal größeren Mengen Flüssigkeit, ohne dass ihre feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Description

Verbesserte feuchtigkeitsregulierende Verbundstoffe
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte feuchtigkeitsregulierende Verbundstoffe, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung zur Feuchtigkeitsregulierung.
Unter „Verbundstoff" ist ein mehrlagiges textiles Flächengebilde zu verstehen. Meist sind die Verbundstoffe zwei- oder dreilagig, wobei jedoch je nach Anwendungszweck oder gewünschten Eigenschaften auch weitere Lagen hinzukommen können. Aus wirtschaftlichen Gründen wird stets versucht werden, einen Verbundstoff mit den gewünschten Eigenschaften aus möglichst wenigen Lagen herzustellen. Verwendet werden derartige Verbundstoffe beispielsweise als Bezüge für Sitzmöbel oder Matratzen, als Sitzbezug, Dachhimmel, Fußmatten oder Innenauskleidung in Kraftfahrzeugen oder als sonstige textile Oberflächen.
Eine Lage des Verbundstoffs wird dabei von einem Oberstoff gebildet, der am Verwendungsort des Verbundstoffs dessen äußere, dem Betrachter oder Benutzer zugewandte Oberfläche bildet, und mindestens eine weitere Lage des Verbundstoffs wird von einem Superabsorbervlies gebildet. Das Superabsorbervlies verleiht dem Verbundstoff feuchtigkeitsregulierende Eigenschaften. Unter Superabsorbervliesen wird wiederum ein Verbund verstanden, nämlich der aus einem Superabsorber und einem als Trägermaterial dienenden textilen Stoff, d.h. einem aus Fasern, Fäden oder Garnen erzeugten flexiblen und flächigen Gebilde. Derartige textile Stoffe sind Vliese, Gewebe, Gewirke, Gestricke oder sonstige textile Stoffe. Der Einfachheit halber wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wie meist üblich nur der Begriff „Vliese" verwendet, da aus wirtschaftlichen Gründen ganz überwiegend Vliese („nonwovens") verwendet werden. Gewebe, Gestricke, Gewirke, Nähgewirke oder sonstige textile Stoffe können jedoch ebenso wie Vliese verwendet werden und werden im Rahmen dieser Erfindung vom Begriff „Vlies" mit erfasst.
Die in Rede stehenden Vliese sind auch unter der Bezeichnung „mit Superabsorber beschichtete Vliese" bekannt.
Superabsorber selbst sind ebenfalls bekannt. Für derartige Materialien sind auch Bezeichnungen wie „hochquellfähiges Polymer" „Hydrogel" (oft auch für die trockene Form verwendet), „Hydrogel bildendes Polymer", „Wasser absorbierendes Polymer", „absorbierendes gelbildendes Material", „quellfähiges Harz", „wasserabsorbierendes Harz" oder ähnliche gebräuchlich. Es handelt sich dabei um vernetzte hydrophile Po- lymere, insbesondere Polymere aus (co)polymerisierten hydrophilen Monomeren, Pfropf(co)polymere von einem oder mehreren hydrophilen Monomeren auf einer geeigneten Pfropfgrundlage, vernetzte Cellulose- oder Stärkeether, vernetzte Carboxy- methylcellulose, teilweise vernetztes Polyalkylenoxid oder in wässrigen Flüssigkeiten quellbare Naturprodukte, wie beispielsweise Guarderivate, wobei wasserabsorbierende Polymere auf Basis teilneutralisierter Acrylsäure am weitesten verbreitet sind. Die wesentlichen Eigenschaften von Superabsorbern sind ihre Fähigkeiten, ein Vielfaches ihres Eigengewichts an wässrigen Flüssigkeiten zu absorbieren und die Flüssigkeit auch unter gewissem Druck nicht wieder abzugeben. Der trockene Superabsorber wandelt sich bei Flüssigkeitsaufnahme in ein Gel, bei der üblichen Wasseraufnahme entsprechend in ein Hydrogel um. Die Vernetzung ist für synthetische Superabsorber wesentlich und ein wichtiger Unterschied zu üblichen reinen Verdickern, da sie zur Unlöslichkeit der Polymeren in Wasser führt. Lösliche Substanzen wären als Superabsor- ber nicht brauchbar. Das mit weitem Abstand wichtigste Einsatzgebiet von Superabsorbern ist das Absorbieren von Körperflüssigkeiten. Superabsorber werden beispielsweise in Windeln für Kleinkinder, Inkontinenzprodukten für Erwachsene oder Damen- hygieneprodukten verwendet. Andere Anwendungsgebiete sind beispielsweise die als wasserzurückhaltende Mittel im landwirtschaftlichen Gartenbau, als Wasserspeicher zum Schutz vor Feuer, zur Flüssigkeitsabsorption in Lebensmittelverpackungen oder ganz allgemein zur Absorption von Feuchtigkeit. In Superabsorbervliesen ist der Superabsorber Bestandteil des Vlieses, er wird beispielsweise durch Polymerisation einer entsprechenden, auf das Vlies aufgebrachten Monomerlösung oder -Suspension auf dem Vlies erzeugt oder als fertiger pulver- oder faserförmiger Superabsorber bei der Herstellung des Vlieses in dieses eingebracht.
Der Stand der Technik zu Superabsorbern wird beispielsweise in der Monographie "Modern Superabsorbent Polymer Technology", F. L. Buchholz und AT. Graham, Wi- ley-VCH, 1998, Seiten 69 bis 1 17, zusammenfassend beschrieben.
WO 01/56625, EP-A 1 178 149 und US 5,962,068 beschreiben Verfahren zur Herstellung wasserabsorbierender Verbundstoffe, bei denen wasserabsorbierende Polymere auf ein Trägermaterial aufpolymerisiert werden. WO 2006/106096 A1 beschreibt feuch- tigkeitsregulierende Verbund Stoffe, die mindestens ein flächiges Trägermaterial, min- destens eine wasserlösliche hygroskopische Substanz und mindestens ein in Gegenwart der wasserlöslichen hygroskopischen Substanz auf das Trägermaterial aufpoly- merisiertes wasserabsorbierendes Polymer enthalten. JP-A 05-105705 betrifft nichtzer- fließende Trockenmittel, bestehend aus einem Trägermaterial und hygroskopischen Salzen, wobei die hygroskopischen Salze mittels wasserabsorbierender Polymere auf dem Trägermaterial fixiert werden. WO 2007/023085 A1 lehrt feuchtigkeitsregulierende Verbundstoffe, die beim Kontakt mit relativ hohen Flüssigkeitsmengen (beispielsweise beim Verschütten von Flüssigkeit auf den Verbundstoff) keine unerwünschten Unebenheiten bilden. Die feuchtigkeitsregulierenden Verbundstoffe von WO 2007/023086 A1 enthalten einen Weichmacher, um unerwünschte Steifigkeit zu vermeiden.
Die WO 00/64311 offenbart Verbundstoffe bei denen Superabsorber auf ein Trägermaterial polymerisiert wurden. Die Verbundstoffe werden zur Feuchtigkeitsregulierung in Sitzpolstern verwendet. WO 2004/067826 A1 lehrt mehrschichtige textile Flächengebilde, insbesondere solche aus einseitig maschenbeschichteten Vliesstoffen, die Funktionsmittel wie zum Beispiel Superabsorber enthalten können und als Polsterstoff geeignet sind. Die DE 40 01 207 A1 , DE 40 34 920 A1 , DE 41 27 337 A1 , DE 42 06 895 A1 , DE 197 26 810 C1 und DE 198 09 156 A1 betreffen die Verwendung feuchtigkeitsregu- lierender Verbundstoffe in Sitzmöbeln, insbesondere in Kraftfahrzeugsitzen.
Textilien, insbesondere Schlechtwetter- oder Arbeitsbekleidung, aber auch Zeltplanen, werden zur Wasserabweisung oft mit Fluorcarbonen (auch „Fluorcarbonharze") behan- delt, man spricht von „Fluorcarbon-Ausrüstung", „-Appretur" oder „-Imprägnierung". Die Fluorcarbone sind typischerweise Polymere, die perfluorierte Alkylgruppen tragen. Meist wird das Textil mit einer Suspension aus Fluorcarbonen mit Hilfsstoffen, insbesondere weiteren Polymeren und Emulgatoren durch Tauchen in einem Foulard oder Besprühen behandelt. Eine allgemeine Übersicht über Fluorcarbonharze und ihre An- wendung findet sich in M. Lewin et al., Chemical Processing of Fibers and Fabrics, Part B, 2. Band, Marcel Dekker, New York (1984), Seite S. 172 ff. und S. 178 - 182. D. Lämmermann gibt in Melliand Textilberichte 1991 , S. 949-954 einen Überblick über Fluorcarbone und Ausrüstung von Textilien damit, ebenso J. -M. Corpart und A. Des- saint in Melliand-Textilberichte 1997, S. 625-629. EP 429 983 A2 offenbart eine Appre- tur aus Fluorcarbonen und einem kationisch modifizierten Polyurethan. EP 648 887 A1 lehrt die Anwendung einer Mischung aus Fluorcarbon und einem Polymer mit cycli- schen Anhydridgruppen. EP 713 939 A2 betrifft die Imprägnierung eines Substrats mittels eines Gemisches aus einem Copolymerisat Perfluoralkylgruppen enthaltender (Meth)acrylate mit bestimmten weiteren Monomeren und einem fluorfreien Po- ly(meth)acrylat. WO 2004/106623 A1 offenbart eine Polyurethan und wahlweise Emul- gator enthaltende Fluorcarbon-Appretur.
Ein Problem bei Verwendung von Superabsorbervliesen insbesondere als feuchtig- keitsregulierende Schicht in Verbundstoffen wie beispielsweise Sitzüberzügen, ist die Gefahr starken lokalen Flüssigkeitseintrags, der zur Bildung von lokal stärker gequollenem Superabsorber in Form fühl- und sichtbarer Ausbeulungen oder Aufquellungen führen kann (beispielsweise beim Verschütten von Flüssigkeiten). Es besteht daher Bedarf an verbesserten Superabsorbervliesen.
Demgemäß wurden verbesserte Verbundstoffe gefunden, umfassend: a) ein Superabsorbervlies; und b) einen Oberstoff mit Fluorcarbonausrüstung.
Weiterhin wurde ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Anwendungen dieser Vliese gefunden.
Es wurde gefunden, dass die Fluorcarbonausrüstung dem Verbundstoff schmutzab- weisende Eigenschaften verleiht und die Gefahr lokaler Ausbeulungen oder Aufquellungen beim unbeabsichtigten Eintrag größerer Flüssigkeitsmengen reduziert, vor allem indem die Aufnahme der Flüssigkeit durch das Superabsorbervlies verlangsamt wird, jedoch ohne - wie bei der Ausrüstung eines ein Superabsorbervlies enthaltenden Verbundstoffs mit einem typischerweise zur Hydrophobisierung verwendeten, Wasser abweisenden Stoff wie einem typischen Fluorcarbonharz eigentlich zu erwarten wäre - die Feuchtigkeitsregulierung zu beeinträchtigen. Insbesondere ermöglicht die Fluorcarbonausrüstung in vielen Fällen, dass größere Mengen verschütteter Flüssigkeit vor Absorption vor Eindringen in den Verbundstoff und Absorption durch das Superabsor- bervlies noch aufgewischt werden können und so das Superabsorbervlies vor unbeabsichtigter Überbeanspruchung mit Flüssigkeit geschützt werden kann.
Das Superabsorbervlies umfasst seinerseits mindestens ein flächiges Trägermaterial (das Vlies) und einen Superabsorber. Es kann weitere Bestandteile enthalten, insbe- sondere solche, die als Bestandteile von Superabsorbervliesen bereits bekannt sind. Beispiele solcher weiteren Bestandteile sind hygroskopische Substanzen oder Weichmacher. Superabsorbervliese sind bekannt. Jedes handelsübliche Superabsorbervlies kann verwendet werden.
Die Trägermaterialien des Superabsorbervlieses unterliegen keiner Beschränkung. Bevorzugte Trägermaterialien sind Vliese, Gewebe, Gewirke, Nähgewirke, Gestricke oder Mischformen davon, insbesondere Vliese (es sei daran erinnert, dass im Rahmen dieser Erfindung der Einfachheit halber oft nur von „Vliesen" gesprochen wird, da diese wirtschaftlich am bedeutsamsten sind, Gewebe, Gewirke, Nähgewirke, Gestricke oder sonstige textile Stoffe jedoch ebenso verwendbar sind).
Zu erfindungsgemäß geeigneten Vliesen zählen insbesondere solche aus Kunststofffasern. Die Kunststofffasern können aus allen Polymeren hergestellt werden, aus denen Fasern geformt und aus deren Fasern ein Vlies hergestellt werden kann. Beispiele ge- eigneter Polymeren sind Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und dergleichen, Polyester wie Polyethylenterephthalat und dergleichen, Polyamide wie Polyamid 6, Polyamid 6.6, Poly(iminocarboxylpentamethylen) und dergleichen, Acrylfasern und modifiziertes Cellulosematerial wie Celluloseacetat und Rayon sowie deren Mischungen und Copolymere.
Die Herstellung der Kunststofffasern kann durch Schmelzblasen, im Spinnvliesverfah- ren, durch Extrusion und Verstrecken oder sonstige dem Fachmann bekannte Nass-, Trocken- und Schmelzspinnverfahren erfolgen. Die Kunststofffasern, aus denen das Vlies gebildet wird, können eine endliche Länge aufweisen oder im wesentlichen end- los sein. Werden die Kunststofffasern beispielsweise durch Schmelzblasen gebildet, können sie im wesentlichen endlos sein (wenige sichtbare Enden). Werden die Fasern durch Extrusion und Verstrecken zu einem Spinnkabel oder Spinnband hergestellt, kann man dieses so verwenden oder auch zu Stapelfasern mit einer Länge von beispielsweise etwa 25 Millimetern bis etwa 75 Millimetern oder Kurzschnittfasern mit einer Länge von etwa 1 Millimeter bis etwa 25 Millimetern zerschneiden. Die Kunststofffasern können in geeigneter Weise einen mikroskopisch mit dem Lichtmikroskop und dem kalibrierten Stufenmikrometer oder durch Ausmessung von rasterelektronenmik- roskopischen Aufnahmen bestimmten maximalen Querschnitt von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 50 Mikrometer aufweisen.
Die Herstellung des Vlieses kann direkt durch Nass- oder Trockenformung, im Spinn- vlies- oder Schmelzblasverfahren erfolgen, beispielsweise durch Kardieren oder Vliesbildung im Luftstrom („airlaids") von Stapel- oder Kurzschnittfasern erfolgen. Auch andere dem Fachmann bekannte Verfahren zur Herstellung von Vliesen sind zur Anwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet. Das Vlies kann anschließend durch thermisch oder mechanisch verfestigt werden. Zu den dem Fachmann bekannten Ver- fahren zum Verfestigen von Vliesen zählen Thermobonding, Punktbonding, Pulverbonding, Ultraschallbonding, chemisches Bonding, mechanische Nadelung, Wasserstrahl- Bonding, Vernähen und dergleichen.
Die Fasern können homogene Fasern oder auch Mehrkomponentenfasern, insbeson- dere Bikomponentenfasern wie Kern-Mantel- oder Seite-an-Seite-Fasern sein.
Das Vlies kann aus einem einzigen Typ von Kunststofffaser bestehen oder aus verschiedenen Polymeren gebildete Kunststofffasern mit verschiedenen Faserlängen oder -durchmessern enthalten. Das Vlies kann zum Beispiel eine Mischung aus (1) Bikom- ponentenfasern mit Polyethylenmantel und Polypropylenkern, die einen größten Querschnittsdurchmesser von etwa 20 Mikrometern und eine Länge von etwa 38 Millimetern aufweisen, und (2) Polyesterfasern (Polyethylenterephthalat) mit einem größten Querschnittsdurchmesser von etwa 25 Mikrometern und einer Länge von etwa 38 Millimetern enthalten. Die Fasern 1 und 2 können in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 99 bis 99 : 1 vorliegen. Die Fasern können gleichmäßig gemischt oder auf einander gegenüberliegenden ebenen Oberflächen des Vlieses angereichert vorliegen.
Ein geeignetes Vlies besteht im Allgemeinen aus mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, in besonders bevorzugter Form mindestens 25 Gew.-% und in ganz besonders bevorzugter Form mindestens 50 Gew.-% Kunststofffaser. Der Gewichtsanteil Kunststofffaser kann 100 Gew.-% sein. Neben den Kunststofffasern kann das Vlies aber auch 0 bis 90 Gew.-% einer Nichtkunststofffaser wie Zellstoff-Fluff, Baumwoll-Linters, Baumwolle und dergleichen enthalten.
Im Allgemeinen weisen die Polymere, aus denen die Kunststofffasern des Vlieses gebildet sind, inhärent hydrophobe Eigenschaften auf. Dabei wird ein Material als "hydrophob" bezeichnet, wenn der Kontaktwinkel zwischen Wasser und dem Material größer als 90 Grad ist. Als "hydrophil" wird ein Material bezeichnet, wenn der Kontaktwinkel zwischen Wasser und dem Material kleiner als 90 Grad ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein polymeres Material als "inhärent" hydrophob oder hydrophil erachtet, wenn es ohne Auftrag von Zusätzen oder Hilfsmitteln (wie zum Beispiel Ten- siden oder Spinnhilfsmitteln) hydrophob bzw. hydrophil ist.
Das Vlies hat im Allgemeinen ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2, vorzugsweise mindestens 30 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise mindestens 50 g/m2 sowie im Allgemeinen von höchstens 800 g/m2, vorzugsweise von höchstens 400 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise von höchstens 200 g/m2.
Das Vlies hat typischerweise eine Dichte von mindestens 0,005 g/cm3, vorzugsweise mindestens 0,008 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form mindestens 0,01 g/cm3 sowie im Allgemeinen von höchstens 0,12 g/cm3, vorzugsweise von höchstens 0,1 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form von höchstens 0,08 g/cm3.
Das Vlies kann zusätzlich auch hydrophile Fasern enthalten. Dabei kann es sich um inhärent hydrophile Materialien wie Cellulosefasern, etwa Ze I Istoff- F I uff, Baumwoll- Linters und dergleichen, Celluloseregeneratfasern wie Rayon oder bestimmte Nylon- Copolymere wie Poly(pentamethylencarbonamid)-(Polyamid-6)/Polyethylenoxid handeln. Alternativ dazu sind hydrophile Fasern auch durch Behandlung von hydrophoben Fasern mit einem Hydrophilierungsmittel erhältlich. Zum Beispiel kann man die hydrophilen Fasern auch aus einem Polyolefin herstellen, das anschließend so mit einem oberflächenaktiven Mittel, etwa einem Tensid, beschichtet wird, so dass die Fa- ser hydrophil wird. Andere Verfahren zur Hydrophilierung von Fasern aus hydrophoben Substanzen sind ebenfalls bekannt und im Rahmen der Erfindung geeignet.
Verfahren zur Herstellung von inhärent hydrophilen Fasern wie Ze I Istoff- F I uff sind bekannt, ebenso Verfahren zur Herstellung von Celluloseregeneratfasern wie Rayon oder Verfahren zur Hydrophilierung hydrophober Fasern. Werden die hydrophilen Fasern durch Hydrophilierung hydrophober Fasern hergestellt, haben die Fasern zweckmäßigerweise eine Faserlänge sowie einen Durchmesser in den oben angegebenen Bereichen. Handelt es sich bei den hydrophilen Fasern um inhärent hydrophile wie Zellstoff- Fluff, Rayon, Baumwolle, Baumwoll-Linters und dergleichen, haben die Fasern in der Regel eine Länge von etwa 1 ,0 Millimeter bis etwa 50 Millimeter und einen Durchmesser von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer.
Das Vlies kann einem einzigen Typ hydrophiler Faser, aber auch hydrophile Fasern unterschiedlicher Zusammensetzung, Länge und Durchmesser enthalten.
In einer besonderen Ausführungsform besteht das Vlies aus trocken abgelegten (air- laid) Cellulosefasern wie Zellstoff-Fluff. Zellstoff-Fluff-Fasern werden aufgrund ihrer leichten Zugänglichkeit und ihres Kostenvorteils gegenüber Synthesefasern bevorzugt verwendet. Ein derartiges Vlies hat im Allgemeinen ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2, vorzugsweise mindestens 25 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise mindestens 50 g/m2 sowie im Allgemeinen von höchstens 200 g/m2, vorzugsweise höchstens 150 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise höchstens 125 g/m2. Ein derartiges Vlies hat im Allgemeinen eine Dichte von mindestens 0,04 g/cm3, vorzugsweise von mindestens 0,06 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form von mindestens 0,08 g/cm3 sowie im Allgemeinen von höchstens 0,20 g/cm3, vorzugsweise von höchstens 0,16 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form von höchstens 0, 14 g/cm3.
Ein weiteres einsetzbares Trägermaterial im Superabsorbervlies ist einer der für Verbundstoffe bei Sitzmöbel-, Matratzen- und Kraftfahrzugsitzbezügen bekannten und oft verwendeten druckelastischen Textilien. Gängige druckelastische Textilien sind beispielsweise Vliesstoffe vom „Multiknif-, „Maliwatt"-, „Malivlies"- oder „Kunit"-Typ. Derar- tige Vliese werden beispielsweise durch Nähwirkverfahren erzeugt und zeichnen sich durch teilweise Umorientierung der meist längslaufenden Fasern in Querrichtung aus, so dass eine Verdickung des Vlieses erfolgt und eine gewisse Druckelastizität oder Polsterwirkung erzeugt wird.
Das erfindungsgemäße Superabsorbervlies enthält auf oder in dem als Trägermaterial verwendeten Vlies Superabsorber. Dieser wird beispielsweise durch Polymerisation einer entsprechenden, auf das Vlies aufgebrachten Monomerlösung oder -Suspension auf dem Vlies erzeugt oder als fertiger pulver- oder faserförmiger Superabsorber bei der Herstellung des Vlieses in dieses eingebracht, indem die Herstellung des Vlieses in Gegenwart von Superabsorberpartikeln erfolgt. In diesem Fall kann jeder bekannte Superabsorber verwendet werden. Die Polymerisation einer auf das Vlies aufgebrachten Monomerlösung führt typischerweise zu besonders fest an den Fasern haftenden und im Vlies gleichmäßig verteilten Superabsorberpartikeln, sie ist zudem technisch vergleichsweise einfach und daher das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Su- perabsorbervliesen.
Die in diesem Verfahren zur anschließenden Polymerisation auf das Vlies aufgebrachten (beispielsweise aufgesprühte oder durch Tränkung aufgebrachte) Monomerlösung oder -Suspension, enthält typischerweise:
a) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes, säuregruppentragendes Monomer, das zumindest teilweise neutralisiert sein kann, b) mindestens einen Vernetzer, c) mindestens einen Initiator, d) wahlweise ein oder mehrere mit den unter a) genannten Monomeren copolymeri- sierbare ethylenisch ungesättigte Monomere; e) wahlweise ein oder mehrere wasserlösliche Polymere f) mindestens ein Lösungsmittel; und g) wahlweise weitere Zusätze und/oder Hilfsstoffe.
Die Monomeren a) sind vorzugsweise wasserlöslich, d.h. die Löslichkeit in Wasser bei 23°C beträgt typischerweise mindestens 1 g/100 g Wasser, vorzugsweise mindestens 5 g/100 g Wasser, besonders bevorzugt mindestens 25 g/100 g Wasser, ganz besonders bevorzugt mindestens 35 g/100 g Wasser.
Geeignete Monomere a) sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, und Itaconsäure. Besonders bevorzugte Monomere sind Acrylsäure und Methacrylsäure. Ganz besonders bevorzugt ist Acrylsäure.
Weitere geeignete Monomere a) sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Sulfon- säuren, wie Styrolsulfonsäure und 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS).
Verunreinigungen können einen erheblichen Einfluss auf die Polymerisation haben. Daher sollten die eingesetzten Rohstoffe eine möglichst hohe Reinheit aufweisen. Es ist daher oft vorteilhaft die Monomeren a) speziell zu reinigen. Geeignete Reinigungsverfahren werden beispielsweise in der WO 2002/055469 A1 , der WO 2003/078378 A1 und der WO 2004/035514 A1 beschrieben. Ein geeignetes Monomer a) ist beispielsweise eine gemäß WO 2004/035514 A1 gereinigte Acrylsäure mit 99,8460 Gew.-% Acrylsäure, 0,0950 Gew.-% Essigsäure, 0,0332 Gew.-% Wasser, 0,0203 Gew.-% Propionsäure, 0,0001 Gew.-% Furfurale, 0,0001 Gew.-% Maleinsäureanhydrid, 0,0003 Gew.-% Diacrylsäure und 0,0050 Gew.-% Hydrochinonmonomethylether.
Der Anteil an Acrylsäure und/oder deren Salzen an der Gesamtmenge der Monomeren a) beträgt vorzugsweise mindestens 50 mol-%, besonders bevorzugt mindestens 90 mol-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 mol-%.
Üblicherweise ist ein Teil des Monomers a) neutralisiert. Es ist zwar theoretisch möglich, das Monomer im unneutralisierten Zustand zu polymerisieren und anschließend das entstehende Polymergel zu neutralisieren, bei Superabsorbervliesen ist eine ausreichend homogene Neutralisation auf dieser Stufe jedoch meist aufwendig und daher unwirtschaftlich. Vorzugsweise wird daher das Monomer teilneutralisiert. Dies ge- schieht üblicherweise durch Einmischung des Neutralisationsmittels als wässrige Lösung oder bevorzugt auch als Feststoff in das Monomer oder die Monomerlösung. Der Neutralisationsgrad des Monomeren beträgt im Allgemeinen mindestens 25 mol-%, vorzugsweise mindestens 50 mol-% und in besonders bevorzugter Weise mindestens 60 mol-% sowie im Allgemeinen höchstens 95 mol-%, bevorzugt höchstens 80 mol-%, und in besonders bevorzugter Weise höchstens 75 mol-%, wobei die üblichen Neutralisationsmittel verwendet werden können, vorzugsweise Alkalimetallhydroxide, Alkalimetalloxide, Alkalimetallkarbonate oder Alkalimetallhydrogenkarbonate sowie deren Mi- schungen. Statt Alkalimetallsalzen können auch Ammoniumsalze verwendet werden. Natrium und Kalium sind als Alkalimetalle besonders bevorzugt, ganz besonders bevorzugt sind jedoch Natriumhydroxid, Natriumkarbonat oder Natriumhydrogenkarbonat sowie deren Mischungen.
Die Monomerlösung enthält als Stabilisator gegen eine unerwünscht frühe Polymerisation vorzugsweise bis zu 250 Gew.-ppm, bevorzugt höchstens 130 Gew.-ppm, besonders bevorzugt höchstens 70 Gew.-ppm, bevorzugt mindestens 10 Gew.-ppm, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-ppm, insbesondere um 50 Gew.-ppm Hydrochi- nonhalbether, jeweils bezogen auf das unneutralisierte Monomer a). Beispielsweise kann zur Herstellung der Monomerlösung ein ethylenisch ungesättigtes, säuregruppen- tragendes Monomer mit einem entsprechenden Gehalt an Hydrochinonhalbether verwendet werden. Dieser Stabilisator wird gelegentlich auch als „Polymerisationsinhibitor" bezeichnet, auch wenn damit lediglich eine Inhibierung einer unkontrollierten oder verfrühten Polymerisation bezweckt wird und keine Inhibierung der gewünschten Polymerisation zum Superabsorber.
Bevorzugte Hydrochinonhalbether sind Hydrochinonmonomethylether (MEHQ) und/oder alpha-Tocopherol (Vitamin E). Diese Stabilisatoren benötigen für eine optima- Ie Wirkung gelösten Sauerstoff. Daher kann die Monomerlösung vor der Polymerisation durch Inertisierung, d.h. Durchströmen mit einem inerten Gas, vorzugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, von gelöstem Sauerstoff befreit und so in bequemer Weise die Stabilisierung des Monomers gegen Polymerisation erniedrigt werden. Vorzugsweise wird der Sauerstoffgehalt der Monomerlösung vor der Polymerisation auf weniger als 1 Gew.-ppm, besonders bevorzugt auf weniger als 0,5 Gew.-ppm, ganz besonders bevorzugt auf weniger als 0,1 Gew.-ppm, gesenkt.
Geeignete Vernetzer b) sind Verbindungen mit mindestens zwei zur Vernetzung geeigneten Gruppen. Derartige Gruppen sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Grup- pen, die in die Polymerkette radikalisch einpolymerisiert werden können, und funktionelle Gruppen, die mit den Säuregruppen des Monomeren a) kovalente Bindungen ausbilden können. Weiterhin sind auch polyvalente Metallsalze, die mit mindestens zwei Säuregruppen des Monomeren a) koordinative Bindungen ausbilden können, als Vernetzer b) geeignet.
Vernetzer b) sind vorzugsweise Verbindungen mit mindestens zwei polymerisierbaren Gruppen, die in das Polymernetzwerk radikalisch einpolymerisiert werden können. Geeignete Vernetzer b) sind beispielsweise Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldi- acrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Allylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trially- lamin, Tetraallylammoniumchlorid, Tetraallyloxyethan, wie in EP 530 438 A1 beschrieben, Di- und Triacrylate, wie in EP 547 847 A1 , EP 559 476 A1 , EP 632 068 A1 , WO 93/21237 A1 , WO 2003/104299 A1 , WO 2003/104300 A1 , WO 2003/104301 A1 und DE 103 31 450 A1 beschrieben, gemischte Acrylate, die neben Acrylatgruppen weitere ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, wie in DE 103 31 456 A1 und DE 103 55 401 A1 beschrieben, oder Vernetzermischungen, wie beispielsweise in DE 195 43 368 A1 , DE 196 46 484 A1 , WO 90/15830 A1 und WO 2002/32962 A2 beschrieben.
Bevorzugte Vernetzer b) sind Pentaerythrittriallylether, Tetraalloxyethan, Methylenbis- methacrylamid, 15-fach ethoxiliertes Trimethylolpropantriacrylat, Polyethylenglykoldiac- rylat , Trimethylolpropantriacrylat und Triallylamin.
Ganz besonders bevorzugte Vernetzer b) sind die mit Acrylsäure oder Methacrylsäure zu Di- oder Triacrylaten veresterten mehrfach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerine, wie sie beispielsweise in WO 2003/104301 A1 beschrieben sind. Besonders vorteilhaft sind Di- und/oder Triacrylate des 3- bis 10-fach ethoxylierten Glyzerins. Ganz besonders bevorzugt sind Di- oder Triacrylate des 1- bis 5-fach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerins. Am meisten bevorzugt sind die Triacrylate des 3- bis 5-fach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerins, insbesondere das Triacrylat des 3-fach ethoxylierten Glyzerins .
Die Menge an Vernetzer b) beträgt im Allgemeinen 0,05 bis 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,3 bis 0,6 Gew.-%, jeweils bezogen auf Monomer a).
Als Initiatoren c) können sämtliche unter den Polymerisationsbedingungen Radikale erzeugende Verbindungen eingesetzt werden, beispielsweise thermische Initiatoren, Redox-Initiatoren oder Photoinitiatoren. Geeignete Redox-Initiatoren sind Natriumpero- xodisulfat/Ascorbinsäure, Wasserstoffperoxid/Ascorbinsäure, Natriumperoxodisul- fat/Natriumbisulfit und Wasserstoffperoxid/Natriumbisulfit. Oft werden Mischungen aus thermischen Initiatoren und Redox-Initiatoren eingesetzt, wie Natriumperoxodisul- fat/Wasserstoffperoxid/Ascorbinsäure. Als reduzierende Komponente wird aber vorzugsweise ein Gemisch aus dem Natriumsalz der 2-Hydroxy-2-sulfinatoessigsäure, dem Dinatriumsalz der 2-Hydroxy-2-sulfonatoessigsäure und Natriumbisulfit eingesetzt. Derartige Gemische sind als Brüggolite® FF6 und Brüggolite® FF7 (Brüggemann Chemicals; Heilbronn; DE) erhältlich. Zur Herstellung von Superabsorbervliesen wird aber auch oft photopolymerisiert, in diesem Fall werden geeignete Photoinitiatoren verwendet. Zu bevorzugten Initiatoren zählen wasserlösliche Azoverbindungen wie 2,2'-Azobis(2-(2-imidazol-2-yl))propandihydrochlorid und 2,2'-Azobis(amidino)propan- dihydrochlorid, wasserlösliche Benzophenone wie 4-Benzoyl-N,N,N-trimethylbenzol- methanaminiumchlorid, 2-Hydroxy-3-(4-benzoylphenoxy)-3-N,N,N-trimethyl-1-propan- aminiumchloridmonohydrat, 2-Hydroxy-3-(3,4-dimethyl-9-oxo-9H-thioaxanthon-2- yloxy)-N,N,N-trimethyl-1-propanaminiumchlorid, 2-Hydroxy-1-[4-(hydroxyethoxy)- phenyl]-2-methyl-1-Propanon, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on und 4- Benzoyl-N,Ndimethyl-N-[2-(1-oxo-2-propenyl)oxy]ethylbenzolmethanaminiumchlorid. Eine besonders bevorzugte Initiatorenkombination enthält sowohl einen Azoinitiator als auch 2-Hydroxy-1 -[4-(hydroxethoxy)phenyl]-2-methyl-1 -Propanon.
Die Monomerlösung oder -Suspension enthält eine ausreichende Menge eines oder mehrerer Initiatoren, um das in der Monomerlösung oder -Suspension enthaltene Su- perabsorber bildende Monomer auszupolymerisieren. Typischerweise liegt die Initiatormenge im Bereich von 0,01 bis 5,0 und bevorzugterweise im Bereich von 0,2 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Monomers a).
Mit den ethylenisch ungesättigten, säuregruppentragenden Monomeren a) copolymeri- sierbare ethylenisch ungesättigte Monomere d) sind beispielsweise Acrylamid, Methac- rylamid, Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacry- lat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat.
Als wasserlösliche Polymere e) können Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Stärkederivate, modifizierte Cellulose, wie Methylcellulose oder Hydroxyethylcellulose, Gelatine, Polyglykole oder Polyacrylsäuren, vorzugsweise Stärke, Stärkederivate und modifizierte Cellulose, eingesetzt werden.
Die Monomerlösung enthält üblicherweise ein Lösungs- oder Suspensionsmittel f). Da meist mit Lösungen oder relativ geringe Anteile unlöslicher Komponenten enthaltenden Suspensionen (beispielsweise übersättigten Lösungen) gearbeitet wird, ist im folgenden der Einfachheit halber nur von Lösungen die Rede. Es kann jedes Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch verwendet werden, mit dem eine zufrieden stellende Auftragung der Monomerlösung auf das Vlies möglich ist. Meist und in bevorzugter Weise wird Wasser verwendet. Der Wassergehalt der Monomerlösung beträgt im Allgemeinen mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 45 Gew.-% und in besonders bevorzugter Weise mindestens 50 Gew.-% sowie im Allgemeinen höchstens 75 Gew.-%, bevorzugterweise höchstens 70 Gew.-% und in besonders bevorzugter Form höchstens 65 Gew.-%. Falls die Monomerlösung durch Besprühen auf das Vlies aufgebracht wird, wird die Wassermenge so eingestellt, dass eine gut versprühbare Lösung erhal- ten wird. Wahlweise kann dies auch durch Verwendung von Verdickern erreicht werden. Im allgemeinen wird eine Viskosität der Sprühlösung von mindestens 20 Centipoi- se, bevorzugt mindestens 30 Centipoise und in besonders bevorzugter Form von mindestens 40 Centipoise sowie im Allgemeinen höchstens 400 Centipoise, vorzugsweise höchstens 150 Centipoise und in besonders bevorzugter Form von höchstens 100 Centipoise, jeweils in einem Brookfield-Viskosimeter gemessen, eingestellt. Mit steigendem Wassergehalt steigt der Energieaufwand bei der anschließenden Trocknung und mit sinkendem Wassergehalt kann die Polymerisationswärme nur noch ungenü- gend abgeführt werden.
Die Monomerlösung enthält wahlweise weitere Zusätze oder Hilfsstoffe. Beispiele solcher Zusätze oder Hilfsstoffe sind hygroskopische Substanzen, insbesondere Natrium- Chlorid, wie etwa in WO 2006/106096 A1 oder JP 05/105705 A beschrieben, Weichmacher, wie in WO 2007/023085 A1 beschrieben, Verdicker oder als solche wirkende Stoffe, beispielsweise feinteilige partikulären Superabsorber, wie in WO 01/56625 A2 beschrieben.
Die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten der Monomerlösung bei der Herstellung der Monomerlösung ist an sich nicht besonders wichtig, aus sicherheitstechnischen Gründen ist es jedoch bevorzugt, den Initiator zuletzt zuzusetzen.
Zur Herstellung eines Superabsorbervlieses wird zunächst die Monomerlösung auf das als Trägermaterial verwendete Vlies aufgebracht. Bequeme Methoden zur Aufbringung sind Aufsprühen oder Auftropfen der Monomerlösung auf das Vlies oder Tränken des Vlieses mit Monomerlösung, bequemerweise durch Durchleiten einer Vliesbahn durch die Monomerlösung in einem Foulard oder vergleichbaren Apparat, mit dem die Aufbringung vorherbestimmter Mengen einer Flüssigkeit auf einen textilen Stoff möglich ist.
Die Monomerlösung wird typischerweise in solchen Mengen aufgebracht, dass ein Gehalt an fertigem Superabsorber nach abschließender Trocknung von im Allgemeinen mindestens 20 g/m2, bevorzugterweise mindestens 40 g/m2 und in besonders bevor- zugter Form mindestens 40 g/m2 sowie im Allgemeinen höchstens 700 g/m2, bevorzugterweise höchstens 500 g/m2 und in besonders bevorzugter Form höchstens 400 g/m2 erreicht wird.
Vorzugsweise wird aufgesprüht. Das Sprühen kann mittels aller herkömmlichen Sprüh- Vorrichtungen erfolgen, beispielsweise durch Düsen. Sowohl Einstoffdüsen als auch Zweistoffdüsen, in denen die Monomerlösung durch ein Gas zerstäubt wird, können verwendet werden. Als Gas kann Luft oder ein Inertgas wie Stickstoff, Argon oder Helium verwendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung von Luft, Stickstoff oder eines Stickstoff- Luft-Gemisches. Die Verwendung eines Inertgases wie Stickstoff hat den Vorteil, die Entfernung von Sauerstoff aus der Monomerlösung zu fördern und so die polymerisationsinhibierende Wirkung von Stabilisatoren wie MEHQ herabzusetzen.
Nach dem Aufbringen der Monomerlösung auf das Vlies wird dieses Bedingungen unterworfen, bei denen die Monomere polymerisieren. Je nach in der Monomerlösung enthaltenem Initiator umfassen diese Bedingungen beispielsweise die Einwirkung von Hitze, ultravioletten Strahlen, Elektronenstrahlen oder deren Kombination auf das mit der Monomerlösung beaufschlagte Vlies. Die Polymerisation kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, zum Beispiel indem das mit Monomerlösung beaufschlagte Vlies auf einem Förderband Bestrahlungs- oder Heizstrecken durchläuft.
Wird die Polymerisation thermisch initiiert, unterliegt die Reaktionsvorrichtung keinen besonderen Beschränkungen. Bei diskontinuierlich durchgeführten Polymerisationen kann die auf das Vlies aufgebrachte Monomerlösung in einem Ofen in Luft oder einer inerten Atmosphäre oder auch im Vakuum polymerisiert werden. Bei kontinuierlicher Durchführung durchläuft das Vlies einen Trockner, wie zum Beispiel einen Infrarottrockner, einen Durchlufttrockner oder dergleichen. Die Polymerisationstemperatur wird in Abhängigkeit von der Dicke des Substrats, der Monomerenkonzentration und der Art und Menge des in der Monomerlösung eingesetzten thermischen Initiators so gewählt, dass vollständige Polymerisation, abgesehen von der im Einzelfall tolerablen Restmo- nomerenkonzentration, erreicht wird. Die thermische Polymerisation erfolgt typischerweise in einem Temperaturbereich von 200C bis 1500C und vorzugsweise von 400C bis 1000C. Die Polymerisationszeit richtet sich nach der Polymerisationstemperatur, liegt aber typischerweise im Bereich von einigen Sekunden bis 2 Stunden und vorzugsweise im Bereich von einigen Sekunden bis 10 Minuten.
Bei Initiierung der Polymerisation mittel ultravioletter Strahlung wird in üblicher Weise unter Anwendung herkömmlicher UV-Lampen bestrahlt. Die Bestrahlungsbedingungen, wie die Bestrahlungsintensität und -Zeit, richten sich nach dem Typ des eingesetzten Fasersubstrats, der auf dem Substrat aufgetragenen Monomermenge, der Initiatormenge und -art und werden fachüblich gewählt. Typischerweise erfolgt die Bestrahlung unter Anwendung einer UV-Lampe mit einer Intensität im Bereich von 100 bis 700 Watt pro Zoll, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 600 Watt pro Zoll, bei einem Abstand zwischen UV-Lampe und Substrat zwischen 2 bis 30 Zentimetern, über einen Zeitraum von 0,1 Sekunden bis 10 Minuten. Die Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen kann im Vakuum, in Gegenwart eines inerten Gases, wie Stickstoff, Argon, Helium und dergleichen oder in Luft erfolgen. Die Bestrahlungstemperatur ist unkritisch, wobei die Bestrahlung des besprühten Vlieses mit befriedigenden Ergebnissen meist bei Raumtemperatur durchgeführt werden kann.
Zur Initiierung der Polymerisation mittels Elektronenstrahlen eignet sich beispielsweise ein handelsübliches Elektronenstrahlbeschleunigungsgerät wie der Electrocurtain® C B 175 (Energy Sciences, Inc., Wilmington, USA). Im Bereich von 150 bis 300 Kilovolt arbeitende Beschleunigungsgeräte sind verwendbar. Der typischerweise im Bereich von 1 bis 10 Milliampere liegende Strahlstrom solcher Anlagen kann auf die gewünschte Dosis der ionisierenden Strahlung eingestellt werden. Die jeweilige Dosis ionisierender Strahlung variiert etwas und richtet sich nach Faktoren wie der An- oder Abwesen- heit von vernetzend wirkenden Monomeren, dem gewünschten Polymerisationsgrad des Polymers, dem gewünschten Vernetzungsgrad und dergleichen. In der Regel ist es wünschenswert, das mit Monomerlösung beaufschlagte Vlies mit Dosen von etwa 1 bis 16 Megarad und vorzugsweise 2 bis 8 Megarad zu bestrahlen. Insbesondere bei Anwendung geringer Dosen ist es wünschenswert, die Monomerlösung von Sauerstoff zu befreien, zum Beispiel indem man vor Aufbringung auf das Vlies Stickstoff durch die Lösung perlt. Die Dosis wird vorzugsweise so gewählt, dass kein Faserabbau auftritt.
Nach der Polymerisation wird Superabsorbervlies üblicherweise getrocknet, beispielsweise durch Trocknen im Umluftofen, Durchlaufen eines Warmlufttrockners, Durchlaufen einer mit Infrarotlampen beleuchteten Strecke oder anderen geeigneten und bekannten Maßnahmen und Apparaten zum Trocknen von Stoffbahnen. Es wird so lange getrocknet, bis der gewünschte Feuchtegehalt des Superabsorbers erreicht ist.
Das als Trägermaterial verwendete Vlies kann auf einer oder auf beiden Seiten mit Monomerlösung beaufschlagt und bestrahlt werden.
Falls gewünscht, kann das Superabsorbervlies nachbehandelt werden. Beispiele möglichen Nachbehandlungen sind die Aufbringung von Weichmachern, Tenside, sonstigen Textilhilfsmitteln, die Einstellung eines gewünschten Feuchtegehalts oder die O- berflächennachvernetzung (oft auch nur „Nachvernetzung") der Superabsorberpartikel. Die Maßnahmen können auch kombiniert werden.
Geeignete Oberflächennachvernetzer sind Verbindungen, die Gruppen enthalten, die mit mindestens zwei Carboxylatgruppen der Polymerpartikel kovalente Bindungen bilden können. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise polyfunktionelle Amine, polyfunktionelle Amidoamine, polyfunktionelle Epoxide, wie in EP 83 022 A2, EP 543 303 A1 und EP 937 736 A2 beschrieben, di- oder polyfunktionelle Alkohole, wie in DE 33 14 019 A1 , DE 35 23 617 A1 und EP 450 922 A2 beschrieben, oder ß- Hydroxyalkylamide, wie in DE 102 04 938 A1 und US 6,239,230 beschrieben. Des weiteren sind in DE 40 20 780 C1 zyklische Karbonate, in DE 198 07 502 A1 2-Oxazolidon und dessen Derivate, wie 2-Hydroxyethyl-2-oxazolidon, in DE 198 07 992 C1 Bis- und Poly-2-oxazolidinone, in DE 198 54 573 A1 2-Oxotetrahydro-1 ,3-oxazin und dessen Derivate, in DE 198 54 574 A1 N-Acyl-2-Oxazolidone, in DE 102 04 937 A1 zyklische Harnstoffe, in DE 103 34 584 A1 bizyklische Amidacetale, in EP 1 199 327 A2 Oxetane und zyklische Harnstoffe und in WO 2003/31482 A1 Morpholin-2,3-dion und dessen Derivate als geeignete Nachvernetzer beschrieben. Bevorzuge Nachvernetzer sind Ethylenkarbonat, Ethylenglykoldiglycidylether, Umsetzungsprodukte von Polyamiden mit Epichlorhydrin und Gemische aus Propylenglykol und 1 ,4-Butandiol. Ganz besonders bevorzugte Nachvernetzer sind 2-Hydroxyethyloxazolidin-2-on, Oxazolidin-2-on und 1 ,3-Propandiol. Weiterhin können auch Nachvernetzer eingesetzt werden, die zusätzliche polymerisierbare ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, wie in DE 37 13 601 A1 beschrieben. Falls nachvernetzt wird, beträgt die Menge an Nachvernetzer beträgt im Allgemeinen 0,001 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,02 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,2 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Superabsorbermenge im Vlies.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vor, während oder nach der Nachvernetzung zusätzlich zu den Nachvernetzern oder als Nachvernetzer polyvalente Kationen auf die Partikeloberfläche aufgebracht. Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren polyvalenten Kationen sind beispielsweise zweiwertige Kationen, wie die Kationen von Zink, Magnesium, Kalzium, Eisen und Strontium, dreiwertige Kationen, wie die Kationen von Aluminium, Eisen, Chrom, Seltenerden und Mangan, vierwertige Kationen, wie die Kationen von Titan und Zirkonium. Als Gegenion sind Chlorid, Bromid, Sulfat, Hydrogensulfat, Carbonat, Hydrogencarbonat, Nitrat, Phosphat, Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat und Carboxylat, wie Acetat und Lactat, möglich. Aluminiumsulfat ist bevorzugt. Außer Metallsalzen können auch PoIy- amine als polyvalente Kationen eingesetzt werden.
Die Einsatzmenge an polyvalentem Kation beträgt beispielsweise 0,001 bis 1 ,5 Gew.- %, vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,02 bis 0,8 Gew.-%. jeweils bezogen auf die Polymerpartikel.
Die Nachvernetzung wird üblicherweise so durchgeführt, dass eine Lösung des Nach- vernetzers auf das getrocknete Superabsorbervlies aufgesprüht wird. Im Anschluss an das Aufsprühen wird getrocknet, wobei die Nachvernetzungsreaktion sowohl vor als auch während der Trocknung stattfinden kann. Aufsprühen (prinzipiell ist auch Aufbrin- gung durch Tränkung möglich) und Trocknung werden wie oben für die Polymerisation der Monomerlösung beschrieben durchgeführt.
Die Nachvernetzer werden typischerweise als wässrige Lösung eingesetzt. Über den Gehalt an nichtwässrigem Lösungsmittel bzw. Gesamtlösungsmittelmenge kann die Eindringtiefe des Nachvernetzers in die Superabsorberpartikel eingestellt werden. Wird ausschließlich Wasser als Lösungsmittel verwendet, so wird vorteilhaft ein Tensid zugesetzt. Dadurch wird das Benetzungsverhalten verbessert und die Verklumpungsnei- gung vermindert. Vorzugsweise werden aber Lösungsmittelgemische eingesetzt, beispielsweise Isopropanol/Wasser, 1 ,3-Propandiol/Wasser und Propylenglykol/Wasser, wobei das Mischungsmassenverhältnis vorzugsweise von 20:80 bis 40:60 beträgt.
Das Superabsorbervlies wird erfindungsgemäß mit einem Oberstoff laminiert.
Als Oberstoff ist jeder bekannte Oberstoff für Verbundtextilien verwendbar. Der Ober- stoff bestimmt nicht nur den optischen Eindruck der Verbundtextilie, sondern ist auch für den haptischen Eindruck wesentlich. Meistens werden daher Gewebe, Gestricke oder Gewirke oder auch Kunstleder oder ähnliche flächige Kunststoffgebilde in der gewünschten Farbgebung und im gewünschten Muster verwendet. Insbesondere falls die Rezyklierbarkeit des Verbundstoffs insgesamt eine Rolle spielt, ist es bevorzugt, Oberstoff und Trägervlies des Superabsorervlieses aus dem gleichen Material herzustellen.
Oberstoff und Superabsorbervlies werden auf bei Verbundtextilien übliche Weise laminiert. Zur Erzeugung der dabei gewünschten stoffschlüssigen Verbindung wird beispielsweise flächig oder mit einem Klebenetz verklebt oder durch Aufschmelzen, Verschweißen (etwa thermisch oder per Ultraschall) von Fasern verbunden. Es ist jedoch genauso möglich, die textilen Schichten durch Vernähen oder Versteppen zu laminie- ren.
Die erfindungsgemäße feuchtigkeitsregulierende Verbundtextilie kann wahlweise neben Oberstoff und Superabsorbervlies weitere Schichten enthalten. Diese werden je nach Einsatzzweck gewählt. Beispiele für mögliche weitere Schichten sind etwa eine strukturgebende Schicht unter einem Kunstleder-Oberstoff, Abstandsgewirke und flammkaschierte Schäume, eine rückseitige textile Schutz- oder Verstärkungsschicht oder eine wasserundurchlässige rückseitige Schicht.
Der Oberstoff in der erfindungsgemäßen Verbundtextilie wird mit einer Fluorcarbonausrüstung versehen. Die Fluorcarbonausrüstung von Textilien ist bekannt und weit verbreitet. Appreturen zur Aufbringungen von Fluorcarbonharzen sind gängige Handelswaren und werden in gängigen Apparaten wie etwa Foulards aufgetragen.
Unter Fluorcarbonen oder Fluorcarbonharzen werden fluorhaltige organische
(Co)polymere bezeichnet, die durch vorzugsweise radikalische (Co)polymerisation von einem oder mehreren einfach oder mehrfach fluorierten (Co)monomeren hergestellt werden können.
Beispiele fluorierter (Co)monomere sind fluorhaltige Olefine wie beispielsweise Vinyl- idenfluorid, Trifluorchlorethylen, Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen, Vinylester von fluorierten oder perfluorierten C3-Cn-Carbonsäuren wie beispielsweise in US 2,592,069 und US 2,732,370 beschrieben, (Meth)acrylsäureester von fluorierten oder perfluorierten Alkoholen wie beispielsweise fluorierten oder perfluorierten Cs-C-u-Alkylalkoholen, beispielsweise (Meth)acrylatsäureeester von HO-CH2-CH2-CF3, HO-CH2-CH2-C2F5, HO-CH2-CH2-n-C3F7, HO-CH2-CH2-IsO-C3F7, HO-CH2-CH2-n-C4F9, HO-CH2-CH2-n- C6Fi3, HO-CH2-CH2-n-C8Fi7, HO-CH2-CH2-O-n-C6Fi3, HO-CH2-CH2-O-n-C8Fi7, HO- CH2-CH2-n-CioF2i, oder HO-CH2-CH2-n-Ci2F25, beschrieben beispielsweise in US 2,642,416, US 3,239,557 und US 3,462,296. Sie werden in üblicher weise polymeri- siert.
Auch Copolymere von beispielsweise (Meth)acrylsäure und/oder Ci-C2o-Alkylester von (Meth)acrylsäure oder Glycidyl(meth)acrylat mit Estern der Formel I
Figure imgf000018_0001
in denen die Variablen wie folgt definiert sind: R1 Wasserstoff, CH3, C2H5, R2 CH3, C2H5, x eine ganze Zahl im Bereich von 4 bis 12, bevorzugt 6 bis 8, y eine ganze Zahl im Bereich von 1 bis 1 1 , bevorzugt 1 bis 6,
oder Glycidyl(meth)acrylat mit Vinylestern von fluorierten Carbonsäuren sind als halo- genhaltige organische (Co)polymere (a) geeignet.
Weitere als halogenhaltige organische (Co)polymere (a) geeignete Copolymere sind Copolymerisate von (Meth)acrylsäureestern fluorierter, insbesondere perfluorierter C3- Ci2-Alkylalkohole wie beispielsweise HO-CH2-CH2-CF3, HO-CH2-CH2-C2F5, HO-CH2-CH2-n-C3F7, HO-CH2-CH2-iso-C3F7, HO-CH2-CH2-n-C4F9, HO-CH2-CH2-n- C6Fi3, HO-CH2-CH2-n-C8Fi7, HO-CH2-CH2-O-n-C6Fi3, HO-CH2-CH2-O-n-C8Fi7, HO- CH2-CH2-n-CioF2i, HO-CH2-CH2-n-Ci2F25, mit (Meth)acrylsäureestern nicht- halogenierter Ci-C2o-Alkohole, beispielsweise Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, n- Octyl(meth)acrylat, n-Decyl(meth)acrylat, n-Dodecyl(meth)acrylat, n- Eicosyl(meth)acrylat.
Die Fluorcarbonharze können im Gemisch verwendet werden.
Die Fluorcarbone liegen in der anwendungsfertigen Appretur meist in Form einer mit Emulgatoren stabilisierten wässrigen Suspension vor, die weitere Textilhilfsstoffe, Polymere und Stabilisatoren enthalten kann.
Die Fluorcarbonausrüstung des erfindungsgemäßen Verbundstoffs erfolgt durch Behandlung des Oberstoffs vor dessen Laminierung zum Verbundstoff in üblicher Weise, etwa durch Tauchen der Oberstoffbahn in die Appretur und Abquetschen überschüssiger Appretur in einem Foulard, Besprühen mit einer sprühbaren Appretur, Pinsel- oder Schwammauftrag oder Behandlung der Oberstoff-Oberseite des fertigen Verbundstoffs mit einer Fluorcarbon-Appretur durch Besprühen mit einer sprühbaren Appretur sein, Pinsel- oder Schwammauftrag. Im allgemeinen ist es wirtschaftlicher und daher bevorzugt, die Fluorcarbon-Ausrüstung des Oberstoff vor dessen Laminierung zum Verbundstoff durchzuführen und ihn dann in üblicher Weise zu trocknen. Nach Aufbringen der gewünschten Menge an Fluorcarbonappretur wird der Fluorcarbon-ausgerüstete Oberstoff oder Verbundstoff abschließend getrocknet. Die Trocknung erfolgt wie üblich, beispielsweise so wie nach Polymerisation oder Nachvernetzung des Superabsorbervlieses.
Die erfindungsgemäßen Verbundstoffe eignen sich vorzüglich zur Feuchtigkeitsregulierung, insbesondere in Matratzen und Sitzpolstern, beispielsweise in Sitzmöbeln oder Autositzen sowie in sonstigen Innenraumverkleidungen oder Fußmatten
Sitzpolster oder Matratzen, die die erfindungsgemäßen Verbundstoffe enthalten, weisen erhöhten Sitz- oder Liegekomfort auf, weil das Superabsorbervlies im Verbundstoff die relative Luftfeuchtigkeit auf ein angenehmes Maß reguliert und übermäßiges Schwitzen verhindert. Gleichzeitig können die erfindungsgemäßen Verbundstoffe die aufgenommene Feuchtigkeit in Phasen der Nichtbenutzung optimal wieder abgeben und sich schnell regenerieren. Sie sind zudem schmutz- und ölabweisend und neigen aufgrund besserer Flüssigkeitsverteilung weniger stark zu Ausbeulungen bei Kontakt mit lokal größeren Mengen Flüssigkeit. Aufgrund dieses ausgewogenen Eigenschaftsprofils ermöglichen die erfindungsgemäßen Verbundstoffe einen bisher unerreichten Sitz- bzw. Liegekomfort.
Beispiele
Verfahren zur Bestimmung der feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaften:
Die Verbundstoffe werden 60 Minuten bei einer Temperatur von 23 0C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% im Klimaschrank zur Gleichgewichtseinstellung gelagert. Anschließend wird die relative Luftfeuchtigkeit auf 90% erhöht und die Verbundstoffe für 90 Minuten bei 30 0C gehalten (Absorptionsphase). Danach wird die relative Luft- feuchtigkeit auf 40 % gesenkt und die Probe für 100 Minuten bei 40 0C gehalten (De- sorptionsphase).
Die Gewichtsänderung durch Absorption/Desorption wird kontinuierlich gemessen und als Gewichtszunahme, bezogen auf g aufgebrachten Superabsorber registriert. Be- zugspunkt für die Gewichtszunahme ist das Gewicht nach Gleichgewichtseinstellung nach 60 Minuten.
Beispiel 1
Auf ein Polyethylenterephthalat-Vlies mit einem Flächengewicht von 70 g/m2 wurde eine Monomerlösung aufgesprüht und 2 Minuten mittels UV-Strahlung gehärtet. Anschließend wurde für 5 Minuten bei 900C in einem Gegenstromtrockner getrocknet. Die Monomerlösung enthielt 19599 g einer 37,5 Gew.-%igen wässrigen Natriumacrylat- lösung (entsprechend 24,5 Gew.-% Natriumacrylat in der gesamten Monomerlösung), 435 g Acrylsäure (8,5 Gew.-%), 900 g Polyethylenglykoldiacrylat (Diacrylat eines PoIy- ethylenglykols mit einer mittleren Molmasse von 400) (3 Gew.-%) als Vernetzer, 66 g 2-Hydroxy-1-[4-(hydroxyethoxy)phenyl]- 2-methyl-1-propanon (0,22 Gew.-%) als Initiator, 1500 g Glycerin (5 Gew.-%) und 7500 g einer 25 Gew.-%igen wässrigen Natriumchloridlösung (6,25 Gew.-% NaCI).
Die Menge an Monomerlösung wurde so gewählt, dass die Beladung des Polyethylen- terephthalat-Vlieses mit aufpolymerisiertem wasserabsorbierendem Polymer 400 g/m2 betrug.
Drei Muster des so hergestellten Superabsorbervlieses wurden mit einem Polyester- Oberstoff, der durch Tauchen mit einer Fluorcarbon-Appretur ausgerüstet worden war, zur Verbundtextilie vernäht, ein weiteres mit unbehandeltem Oberstoff.
Die feuchtigkeitsregulierenden Eigenschaften dieser vier Muster bestimmt. Diese unterschieden sich bei den vier Mustern nur im Rahmen der Messgenauigkeit voneinan- der.

Claims

Verbesserte feuchtigkeitsregulierende VerbundstoffePatentansprüche
1. Verbesserte Verbundstoffe, umfassend: a) ein Superabsorbervlies; und b) einen Oberstoff mit Fluorcarbonausrüstung.
2. Verbundstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermateri- al des Superabsorbervlieses ein Polymerfasern enthaltendes Vlies ist.
3. Verbundstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial des Superabsorbervlieses ein Polyesterfaservlies ist.
3. Verbundstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Superabsorber ein vernetztes Polymer auf Basis teilneutralisierter Acrylsäure ist.
4. Verfahren zur Herstellung eines Verbundstoffs nach Anspruch 1 , umfassend die Schritte i) Bereitstellen eines Superabsorbervlieses, ii) Laminieren des Superabsorbervlieses mit einem Oberstoff, und iii) Aufbringung einer Fluorcarbon-Appretur auf den Oberstoff.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Monomer a= teilneutralisierte Acrylsäure ist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sauren Gruppen zu mindestens 25 mol-% neutralisiert sind.
7. Verwendung von Verbundstoffen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Feuchtigkeitsregulierung.
8. Sitzpolster oder Matratzen, enthaltend Verbundstoffe gemäß einem der Ansprü- che 1 bis 3.
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