DE10116757A1

DE10116757A1 - Verwendung von offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polymethan-Schaumstoffen in Hygieneartikeln

Info

Publication number: DE10116757A1
Application number: DE10116757A
Authority: DE
Inventors: Norbert Herfert; Armin Becker; Bernd Bruchmann; Ulrich Treuling
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2002-10-10

Abstract

Verwendung von offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan-Schaumstoffen, die durch Umsetzung von DOLLAR A (a) aliphatischen Polyisocyanaten oder Mischungen von Polyisocyanaten, die mindestens 50 Gew.-% aliphatische Isocyanate enthalten, mit DOLLAR A (b) mindestens einer Verbindung mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen DOLLAR A erhältlich und gegebenenfalls hydrophiliert sind, in einem mehrschichtigen Hygieneartikel als Zwischenschicht (absorbent core) für die Akquisition, Distribution und Speicherung von Körperflüssigkeiten oder zusammen mit einer Speicherschicht, die ein Hydrogel enthält oder daraus besteht, für die Akquisition und Distribution von Körperflüssigkeiten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von offen zelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan-Schaumstoffen, die durch Umsetzung von a) aliphatischen Polyisocyanaten oder Mischungen von Polyisocyanaten, die mindestens 50 Gew.% aliphatische Isocyanate enthalten, mit b) mindestens einer Ver bindung mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Wasserstoff atomen erhältlich sind, in Hygieneartikeln.

Hygieneartikel mit der mehrschichtigen Anordnung - wasserdurch lässiges Deckblatt (topsheet) - Zwischenschicht (absorbent core), die in aller Regel die Absorptionsschicht beinhaltet - wasserun durchlässiges Rückblatt (backsheet) sind beispielsweise aus der EP-A-0 689 818 bekannt. Die Zwischenschicht hat dabei folgende Aufgaben:

1. Akquisition (Aufnahme wäßriger Körperflüssigkeiten),
2. Distribution (Verteilung wäßriger Körperflüssigkeiten) und
3. Storage, Absorption (Speicherung, Absorption wäßriger Körper flüssigkeiten).

Der aktuelle Trend im Aufbau des Hygieneartikels besteht darin, dünnere Konstruktionen herzustellen. Der Vorteil dünnerer Kon struktionen zeigt sich nicht nur in einem verbessertem Tragekom fort, sondern auch in reduzierten Kosten bei Verpackung und La gerhaltung. Diese Zielsetzung versuchte man zunächst durch Opti mierung des Verhältnisses von Cellulosefasern zum Anteil an hoch quellfähigen Hydrogelen in der Zwischenschicht (absorbent core) zu erreichen. Hygieneartikel der ersten Generation bestanden im wesentlichen aus den beiden Hauptkomponenten Cellulosefasern und hochquellfähigen Hydrogelen. So wurde zunächst eine Ausdünnung des Hygieneartikels durch Reduktion des Cellulosefaseranteils bei gleichzeitiger Erhöhung des Hydrogelanteils erreicht.

Zur besseren und schnelleren Verteilung der zu absorbierenden Flüssigkeit innerhalb des Hydrogel/Zellstoffgemisches ist daher zunächst versucht worden, die Anquellgeschwindigkeit des Hydro gels zu reduzieren, um zu verhindern, daß ein sehr großer Teil der Flüssigkeit nur in unmittelbarer Nähe der Eintrittsstelle ab sorbiert wird. Der Versuch, durch den Einsatz von Hydrogelen mit reduzierter Anquellgeschwindigkeit eine bessere Flüssigkeitsver teilung im Hygieneartikel zu erreichen, hat für die Praxis jedoch nur untergeordnete Bedeutung, da marktübliche Hygieneartikel mit einem Hydrogel/Cellulosefaser-Gemisch als Absorbent Core nicht über ein ausreichendes Porenvolumen verfügen, um größere Mengen an ausgetretener Körperflüssigkeit zwischenzuspeichern, so daß eine gewisse Mindestanquellgeschwindigkeit des Hydrogels nicht unterschritten werden darf, um ein Leakage zu vermeiden.

Nachteilig wirkt sich bei den bisher bekannten Hygieneartikeln zur Blutabsorption aus, daß aufgrund fehlender oder nicht ausrei chender Porosität eine Absorption über Kapillarkräfte ausge schlossen wird. Zwar wird durch Oberflächenbehandlung herkömmli cher Hydrogele bzw. Zusatz von Fasermaterialien eine Vergrößerung der Oberfläche erzielt, die jedoch nicht ausreichend für eine quantitative Blutabsorption sein kann. Nach anfänglicher Absorp tion erfolgt bald eine Oberflächenbelegung mit festen Bestandtei len des Blutes; es kommt zu Verklebungen und Flockung, so daß bald Gel-Blocking eintritt. Diese Problematik betrifft vor allem die Akquisitionsschicht, welche die Aufgabe besitzt, die in gro ßen Mengen auf einmal beaufschlagten Körperflüssigkeiten zügig abzuführen und innerhalb des absorbent cores so zu verteilen, daß das gesamte Flüssigkeitsvolumen zur letztendlichen Speicherung abgeführt wird.

Synthetische Schaumstoffe, die aufgrund ihrer offenzelligen Struktur mit relativ großen Öffnungen und Kanälen hervorragend zur Absorption wässriger Körperflüssigkeiten, insbesondere zur Blutabsorption geeignet sind, können beispielsweise durch Polyme risationsreaktionen erhalten werden, die innerhalb einer High-In ternal-Phase-Emulsion (HIPE) vom Typ W/O stattfinden, vgl. WO-A-96/21682. Zum Einsatz gelangen Monomere und Vernetzer, die sich zusammen mit dem Emulgator in der kontinuierlichen Ölphase befinden, wie beispielsweise Alkylacrylate, Alkylmethacrylate, Alkylstyrole, bevorzugt Styrol und Ethylstyrol als Comonomere, während sich in der Wasserphase vor allem Elektrolyte (bevorzugt mono- oder polyvalente, anorganische Salze) sowie der Initiator zum Polymerisationsstart befindet. Schaumstoffe auf Basis von HI- PEs besitzen zwar gute, anwendungstechnische Eigenschaften, jedoch ergeben sich deutliche Nachteile bei der Herstellung dieser Mate rialien, weil der Prozeß extrem aufwendig und verfahrenstechnisch nur schwer zu kontrollieren ist. So benötigt man beispielsweise einen enormen Aufwand an wäßriger Salzlösung, z. B. im Mittel 40 bis 60 t Salzlösung, um 1 t Schaum herzustellen.

Polyurethane werden seit langem zur der Herstellung synthetischer Schaumstoffe verwendet. Sie zeichnen sich durch eine ausgereifte wirtschaftliche und umweltverträgliche Herstellungstechnik sowie außerordentlich gute Anwendungseigenschaften aus. Ihre Herstellung erfolgt üblicherweise durch Umsetzung von Isocyanaten mit Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen. Als Isocyanate werden zumeist aromatische Di- und Polyisocyanate verwendet, wobei Isomere des Toluylendiiso cyanats (TDI), Isomere des Diphenylmethandiisocyanats (MDI) sowie Mischungen aus Diphenylmethandiisocyanat und Polymethylen-poly phenylen-polyisocyanaten (Roh-MDI) die größte technische Bedeu tung haben.

Derartige Polyurethan-Schaumstoffe auf der Basis von aromatischen Isocyanaten neigen jedoch unter Einwirkung von Licht zur Vergilbung. Diese Neigung zur Vergilbung ist für viele Anwen dungsgebiete, vor allem auf dem Hygienesektor, störend. Es ist bekannt, daß Polyurethane, zu deren Herstellung aliphatische Iso cyanate eingesetzt werden, lichtstabil sind und praktisch keiner lei Vergilbung zeigen. Nachteilig bei der Verwendung von alipha tischen Isocyanaten zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen ist jedoch, daß die so hergestellten Schaumstoffe in vieler Hin sicht, insbesondere in ihren mechanischen Eigenschaften, solchen auf der Basis von aromatischen Isocyanaten zumeist deutlich un terlegen sind. Insbesondere auf Grund der unzureichenden Ausbil dung von Hart- und Weichphasensegmenten im auspolymerisierten Schaum kommt es zu Einbußen in wesentlichen Materialeigen schaften, wie Dehnung, Zugfestigkeit und Flexibilität. Ein weite rer Nachteil der Polyurethan-Schaumstoffe auf Basis aromatischer Isocyanate sind ihre potentiell auftretenden Abbauprodukte; hier kann es zur Bildung von aromatischen Aminen kommen. Von einem Einsatz dieser Schaumstoffe in einer Anwendung in direktem Kon takt mit der menschlichen Haut oder im Hygienesektor sollte daher abgesehen werden. Polyurethan-Schaumstoffe aus aliphatischen Iso cyanaten bilden bei einem eventuellen Abbau toxikologisch unbe denkliche aliphatische Amine.

Aus der WO-A-98/52987 ist die Herstellung von lichtechten Poly urethan-Schaumstoffen unter Verwendung von aliphatischen Iso cyanaten bekannt, wobei als Verbindung mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen hydrierte Polydien diole eingesetzt werden. Derartige Diole sind jedoch im Vergleich zu den üblicherweise verwendeten Alkoholen teurer. Außerdem zei gen diese Schaumstoffe unter Lichteinwirkung eine Verschlechte rung ihrer mechanischen Eigenschaften und werden klebrig.

In der EP-A-0 911 354 werden lichtechte Polyurethan-Schaumstoffe beschrieben, die unter Verwendung von aliphatischen Isocyanaten hergestellt werden. Als Polyolkomponente werden in dieser Literaturstelle auch Polyole beschrieben, die durch in-situ-Poly merisation von olefinisch ungesättigten Monomeren in Polyetheralkoholen hergestellt werden. Als olefinisch ungesättigte Monomere zur Herstellung dieser Polyole wird allerdings Styrol mitverwendet, das durch seinen aromatischen Ring ebenfalls zur Vergilbung der Schaumstoffe führt. Die Schaumstoffe werden vorzugsweise als Polstermaterial im Möbel- und Automobilbereich verwendet.

Aus der DE-A-199 20 787 sind lichstabile Polyurethan-Schaumstoffe bekannt, die durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit Polyolen in Gegenwart von polymeren Stoffen erhältlich sind, die eine Gerüst bildung im Polyurethanschaum bewirken.

Aus der DE-A-199 30 526 sind hydrophile Polyurethan-Weichschaum stoffe bekannt, die durch Umsetzung von mindestens einem Polyiso cyanat mit mindestens einer Verbindung mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Verbindungen in Gegenwart von Sulfonsäuren, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen tragen, und/oder deren Sal zen und/oder von mit Monoolen gestarteten Polyalkylenglykol ethern erhältlich sind. Solche Schaumstoffe werden beispielsweise als Haushaltsschwamm oder für Hygieneartikel verwendet.

Aus der älteren DE-Patentanmeldung 100 06 340.3 ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen bekannt, wobei man aliphatische Isocyanate als Polyisocyanate einsetzt und sie mit Verbindungen, die mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktive Wasserstoffatome aufweisen, in Gegenwart von lichtechten Substan zen umsetzt, die eine Gerüstbildung im Polyurethanschaum bewir ken. Bei diesen Substanzen handelt es sich z. B. um synthetische, organische Polymere, wie Polyacrylsäure, Polyacrylsäureester, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyethylen, Polypropylen oder Polycarbonat. Die Substanzen, die eine Gerüstbildung im Poly urethanschaum bewirken, werden in Mengen von 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyurethan-Schaumstoffs, eingesetzt.

Die oben angeführten Polyurethan-Schaumstoffe auf Basis aliphati scher Isocyanate weisen jedoch nicht die hohe Hydrophilie auf, die für einen Einsatz im Hygiene- oder Sanitärbereich notwendig ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zum Einbau in Hygiene artikel einen offenzelligen Schaumstoff bereitzustellen, der aus reichend hydrophil, elastisch und flexibel ist sowie eine gute Naßfestigkeit aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit der Verwendung von offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan-Schaumstof fen, die durch Umsetzung von:

a) aliphatischen Polyisocyanaten oder Mischungen von Polyiso cyanaten, die mindestens 50 Gew.-% aliphatische Isocyanate enthalten, mit
b) mindestens einer Verbindung mit mindestens zwei mit Isocyanat reaktiven Wasserstoffatomen

erhältlich sind, in einem mehrschichtigen Hygieneartikel als Zwi schenschicht (absorbent core) für die Akquisition, Distribution und Speicherung von Körperflüssigkeiten oder zusammen mit einer Speicherschicht, die ein Hydrogel enthält oder daraus besteht, für die Akquisition und Distribution von Körperflüssigkeiten. Be sonders bevorzugt ist die Verwendung von solchen offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan-Schaumstoffen, deren Hy drophilie durch Behandeln mit Tensiden erhöht ist oder die durch Umsetzung der Komponenten a) und b) erhältlich sind, wobei die Umsetzung gegebenenfalls in Gegenwart von Tensiden erfolgt. Als Komponente a) setzt man vorzugsweise lineare, verzweigte und/ oder cyclo-aliphatische Polyisocyanate ein.

Die offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan-Schaum stoffe sind aufgrund ihres Kapillarsystems in der Lage, spontan und mit hoher Absorptionsgeschwindigkeit wäßrige Körperflüssig keiten, insbesondere Blut, aufzunehmen (Akquisition), zu vertei len (Distribution) und zu speichern (immobilisieren). Dieses sind die wichtigsten Voraussetzungen für den Einsatz der Schaumstoffe auf dem Hygienesektor. Absorbent cores, die offenzellige, hydro phile, aliphatische Schaumstoffe enthalten, verfügen über ein großes Aufnahmevermögen mit hoher Absorptionsrate, so daß es ei gentlich keiner zusätzlichen Speicherschicht bedarf. Darüberhi naus garantieren solche absorbent cores einen optimalen Tragekom fort über die Gesamtdauer der Tragezeit.

Offenzellige Polyurethan-Schaumstoffe weisen optimale, mechanische Eigenschaften auf. Durch die einschichtige, zusammenhängende An ordnung des Schaumstoffes innerhalb des Hygieneartikels kann es durch die sehr gute Naßfestigkeit auch im nassen Zustand zu kei ner Zerstörung oder Verschiebung des absorbent cores durch mecha nische Einflüsse kommen, so daß auch das Problem der Leakage umgangen wird. Darüberhinaus ist die Herstellung des Hygienearti kels bei Vorhandensein einer Schaumstoffschicht weitaus einfacher und daher kostengünstiger, als es bei den herkömmlichen Hygiene produkten mit Cellulose/Hydrogel-Zusammensetzung als absorbent core der Fall ist. So werden beispielsweise die passenden Formate zum Einbau in den Hygieneartikel einfach aus einer kontinuier lichen Schaumstoffschicht ausgestanzt. Aufgrund ihrer außeror dentlichen Flexibilität können die Schaumstoffschichten jeder ge wünschten Form durch Faltung oder Formung angepaßt werden.

Aufgrund der schon vorhandenen, ausgezeichneten Hydrophilie weisen die offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan-Schaum stoffe beim Einsatz als Akquisitionsschicht und/oder Distributi onsschicht und/oder Speicherschicht in einem Hygieneartikel eine hervorragende Permeabilität bei gleichzeitig hoher Aufnahmege schwindigkeit auf. Der Hygieneartikel kann aus diesem Grund ex trem dünn gestaltet werden. Dies wiederum ermöglicht bei der Her stellung von Hygieneartikeln eine Applikation des Schaumstoffs über Endlosrollen in akzeptabler Lauflänge und somit eine Inte gration in die schnelllaufende Fertigung.

Als weitere Vorteile gegenüber den offenzelligen Schaumstoffen des Standes der Technik weisen offenzellige, hydrophile, aliphatische Polyurethan-Schaumstoffe eine enorme Lichtstabilität auf und zeigen keinerlei Tendenz zur Vergilbung. Besonders vor teilhaft ist deren Abbauverhalten zu ausnahmslos toxikologisch unbedenklichen Substanzen. Darüber hinaus ist das Herstell verfahren erheblich einfacher als der eingangs erwähnte HIPE- Prozeß.

Unter offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Polyurethan- Schaumstoffen werden Schaumstoffe verstanden, die unter Verwendung aliphatischer Isocyanate, die zu einem Gewichtsanteil von mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-% in der Ausgangsmischung a) der zur Herstellung der Polyurethan- Schaumstsoffe eingesetzten Di- und Polyisocyanate vorliegen. Bevorzugt werden als Komponente a) aliphatische Polyisocyanate eingesetzt, die frei von aromatischen Polyisocyanaten sind.

Verfahren zur Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen sind be kannt. Man erhält sie durch Umsetzung von a) Isocyanaten mit b) Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffatomen. Als Polyisocyanate a) werden lineare, ver zweigte und/oder cyclo-aliphatische, mindestens zwei Isocyanat gruppen enthaltende Verbindungen eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Umsetzung der Komponen ten a) und b) in Gegenwart von lichtechten Substanzen, die eine Gerüstbildung im Polyurethanschaum bewirken. Nach diesem Verfah ren können sowohl Weichschäume, Hartschäume oder Integralschäume hergestellt werden.

Als Polyisocyanate a) können die üblichen und bekannten, alipha tischen (lineare und verzweigte) sowie cyclo-aliphatischen Di-, Tri- und Polyisocyanate eingesetzt werden. Beispiele für solche aliphatischen Polyisocyanate sind Tetramethylendiisocyanat-1,4, Hexamethylendiisocyanat-1,6, Isophorondiisocyanat, 2-Methyl-pen tamethylendiisocyanat, 2,2,4- oder 2,4,4-Trimethyl-1,6-hexamethy len-diisocyanat, 2-Butyl-2-ethyl-pentamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 3-Isocyanatomethyl-1-methyl-1-isocya natocyclohexan, Isocyanatopropyl-cyclohexylisocyanat, Xylylendi isocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, Bis-(4-isocyanatocyclo hexyl)-methan, Lysinesterisocyanate, 1,3- oder 1,4-Bis(iso cyanatomethyl)cyclohexan, 4-Isocyanatomethyl-1,8-octamethylendi isocyanat sowie deren Mischungen oder die daraus hergestellen Oligo- oder Polyisocyanate. Die Oligo- oder Polyisocyanate lassen sich herstellen aus den genannten Di- oder Triisocyanaten oder deren Mischungen durch Verknüpfung mittels Urethan-, Allophanat-, Harnstoff-, Biuret-, Urethdion-, Amid-, Isocyanurat-, Carbodi imid-, Uretonimin-, Oxadiazintrion- oder Iminooxadiazindion- Strukturen.

Als Komponente b) setzt man Verbindungen mit mindestens zwei ak tiven Wasserstoffatomen, insbesondere Polyesteralkohole und vorzugsweise Polyetherole mit einer Funktionalität von 2 bis 8, insbesondere von 2 bis 4, vorzugsweise 2 bis 3 und einem mittleren Molekulargewicht im Bereich von 400 bis 10000 Da, vorzugsweise 1000 bis 8000 Da ein. Die Polyetheralkohole können nach bekannten Verfahren, zumeist durch katalytische Anlagerung von Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid und/oder Propylen oxid, an H-funktionelle Startsubstanzen, oder durch Kondensation von Tetrahydrofuran, hergestellt werden. Als H-funktionelle Startsubstanzen kommen insbesondere mehrfunktionelle Alkohole und/oder Amine zum Einsatz. Bevorzugt eingesetzt werden Wasser, zweiwertige Alkohole, beispielsweise Ethylenglykol, Propylen glykol, oder Butandiole, dreiwertige Alkohole, beispielsweise Glyzerin oder Trimethylolpropan sowie höherwertige Alkohole, wie Pentaerythrit, Zuckeralkohole, beispielsweise Sucrose, Glucose oder Sorbit. Bevorzugt eingesetzte Amine sind aliphatische Amine mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Ethylendiamin, Diethylentriamin, Propylendiamin, sowie Aminoalkohole, wie Ethanolamin oder Diethanolamin. Zu den polymermodifizierten Poly etheralkoholen gehören auch Polyharnstoffdispersionen enthaltende Polyetheralkohole.

Bevorzugt werden solche Polyetheralkohole eingesetzt, die primäre Hydroxylgruppen aufweisen, insbesondere solche mit einem Block aus Ethylenoxideinheiten am Kettenende oder solche, die nur auf Ethylenoxid basieren.

Zu den Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen gehören auch die Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmittel, die gegebenenfalls mitverwendet werden können. Als Ketten verlängerungs- und Vernetzungsmittel werden vorzugsweise 2- und 3-funktionelle Alkohole mit Molekulargewichten unter 400 Da, ins besondere im Bereich von 60 bis 150 Da, verwendet. Beispiele sind Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol und Butandiol-1,4. Als Vernetzungsmittel können auch Diamine eingesetzt werden. Falls Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmittel eingesetzt wer den, beträgt deren Menge vorzugsweise bis zu 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyure than-Schaumstoffe können gegebenenfalls weitere Einsatzstoffe, insbesondere Katalysatoren, Treibmittel sowie Hilfs- und/oder Zu satzstoffe mitverwendet werden.

Als Katalysatoren für die Herstellung der Polyurethan-Schaum stoffe werden die üblichen und bekannten Polyurethanbildungskata lysatoren eingesetzt, beispielsweise organische Zinnverbindungen, wie Zinndiacetat, Zinndioctoat, Dialkylzinndilaurat, und/oder stark basische Amine, wie Triethylamin, Pentamethyldiethylentri amin, Tetramethyldiaminoethylether, Imidazole oder vorzugsweise Triethylendiamin. Die Katalysatoren werden vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 2 Gew.-%, ein gesetzt. Bevorzugt gelangen schwermetallfreie Katalysatoren zum Einsatz.

Als Treibmittel zur Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe wird bevorzugt Wasser eingesetzt, das mit den Isocyanatgruppen unter Freisetzung von Kohlendioxid reagiert. Gemeinsam mit oder an Stelle von Wasser können auch physikalisch wirkende Treibmittel, beispielsweise Kohlendioxid, Kohlenwassserstoffe, wie n-, iso- oder Cyclopentan, Cyclohexan oder halogenierte Kohlenwasser stoffe, wie Tetrafluorethan, Pentafluorpropan, Heptafluorpropan, Pentafluorbutan, Hexafluorbutan oder Dichlormonofluorethan, ein gesetzt werden. Die Menge des physikalischen Treibmittels liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 1 bis 15 Gew.-%, ins besondere 1 bis 10 Gew.-%, die Menge an Wasser vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf Polyurethan-Schaumstoff.

Als Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe werden beispielsweise ober flächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, äu ßere und innere Trennmittel, Füllstoffe, Pigmente, Hydrolyse schutzmittel sowie fungistatisch und bakteristatisch wirkende Substanzen eingesetzt.

Bei der technischen Herstellung von Polyurethan-Schaumstoffen ist es üblich, die Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasser stoffatomen und die weiteren Einsatzstoffe sowie Hilfs- und/oder Zusatzstoffe vor der Umsetzung zu einer sogenannten Polyol komponente zu vereinigen. Weitere Angaben über Ausgangsstoffe zur Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe finden sich beispiels weise im Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane, herausgegeben von Günter Oertel, Carl-Hanser-Verlag, München, 3. Auflage 1993.

Zur Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe werden a) die orga nischen Polyisocyanate mit b) den Verbindungen mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffatomen sowie gegebenenfalls in Gegenwart weiterer Komponenten, wie Flammschutzmittel sowie der genannten Treibmittel, Katalysatoren und Hilfs- und/oder Zusatzstoffe (Polyolkomponente) zur Reaktion gebracht.

Bei der Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe werden Iso cyanat- und Polyolkomponente üblicherweise in einer solchen Menge zusammengebracht, daß das Äquivalenzverhältnis von Isocyanat gruppen zur Summe der aktiven Wasserstoffatome 0,7 : 1 bis 1 : 1,30, vorzugsweise 0,8 : 1 bis 1 : 1,20 beträgt.

Die Herstellung der Polyurethan-Schaumstoffe erfolgt vorzugsweise nach dem one-shot-Verfahren, beispielsweise mit Hilfe der Hoch druck- oder Niederdrucktechnik. Die Schaumstoffe können in offe nen oder geschlossenen, metallischen Formwerkzeugen oder durch das kontinuierliche Auftragen des Reaktionsgemisches auf Bandstraßen zur Erzeugung von Schaumblöcken hergestellt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, nach dem sogenannten Zwei komponentenverfahren zu arbeiten, bei dem, wie oben ausgeführt, eine Polyol- und eine Isocyanatkomponente hergestellt und verschäumt werden. Die Komponenten werden vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich zwischen 15 bis 120°C, vorzugsweise 20 bis 80°C vermischt und in das Formwerkzeug beziehungsweise auf die Bandstraße gebracht. Die Temperatur im Formwerkzeug liegt zumeist im Bereich zwischen 15 und 120°C, vorzugsweise zwischen 30 und 80°C.

Als lichtechte Substanzen, die eine Gerüstbildung im Polyurethan schaum bewirken, werden insbesondere organische Polymere verwendet. Bevorzugt eingesetzt werden solche organischen Polymere, die in mindestens einer der Einsatzkomponenten zur Her stellung der Polyurethanschaumstoffe löslich oder dispergierbar sind. Vorzugsweise erfolgt der Zusatz der Substanzen, die eine Gerüstbildung im Polyurethanschaum bewirken, zur der Komponente b), welche die Verbindungen mit mindestens zwei mit Isocyanat gruppen reaktiven Wasserstoffatomen enthält, der sogenannten Polyolkomponente. Die so erhaltenen Polyolkomponenten sind hin reichend lagerstabil, das heißt, in einem produktionsrelevanten Zeitraum von 24 h findet keine Entmischung der Polyolkomponente statt.

Vorzugsweise sind als Substanzen, die eine Gerüstbildung im Poly urethanschaum bewirken, alle Polymerisate, Polyadditionsprodukte oder Polykondensationsprodukte geeignet. Ausgenommen hierbei sind Polymere, die zu einer Vergilbung der Polyurethanschaumstoffe führen können. Dies sind insbesondere Polymere, die aromatische Strukturen enthalten. Als Substanzen, die eine Gerüstbildung im Polyurethanschaum bewirken, können sowohl solche mit gegenüber den funktionellen Gruppen der Einsatzstoffe der Polyurethan synthese reaktiven Gruppen als auch solche, die keine derartigen Gruppen enthalten, verwendet werden.

Als lichtechte Substanzen, die eine Gerüstbildung im Polyurethan schaum bewirken, können solche verwendet werden, die über funk tionelle Gruppen in die Polyurethanmatrix eingebaut werden. Diese funktionellen Gruppen können mit den funktionellen Gruppen minde stens einer der Einsatzkomponenten für den Polyurethanschaum rea gieren.

Als lichtechte Substanzen, die über funktionelle Gruppen in die Polyurethanmatrix eingebaut werden, werden vorzugsweise Polymeri sate der Acrylsäure, Methacrylsäure, Salze und Ester der genann ten Carbonsäuren und Vinylester sowie Copolymerisate der den ge nannten Polymerisaten zugrundeliegenden Monomeren untereinander und/oder mit mindestens einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren, Polyvinylalkohole, Vinylamineinheiten enthaltende Po lymerisate und Polyethylenimine einsetzt. Beispiele für solche Polymerisate sind Polymethylmethacrylate, Polyhydroxyethylacry lat, Polyhydroxymethylmethacrylat, vernetzte Polyacrylsäuren, vernetzte Polymethacrylsäuren und Polyvinylamine. Die vernetzten Polyacrylsäuren bzw. die vernetzten Polymethacrylsäuren sind wasserabsorbierende Substanzen, die nur etwa 0,001 bis 1,0 Gew.-% eines Vernetzers einpolymerisiert enthalten. Auf Grund der Ver gilbungsneigung von aromatischen Resten sind Monomere, die aus schließlich aliphatische Strukturen aufweisen, als Comonomere bevorzugt. Die Substanzen, die über funktionelle Gruppen in die Polyurethanmatrix eingebaut werden, weisen vorzugsweise ein Mole kulargewicht Mw im Bereich von 500 bis 50 000 Da auf.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die funktionellen Gruppen der Sub stanzen, die eine Gerüstbildung im Polyurethanschaum bewirken, nicht mit den funktionellen Gruppen der Einsatzkomponente, in der sie gelöst oder dispergiert sind, reagieren können, weil es an sonsten zu einer Vernetzung der Einsatzkomponente und dadurch zu einem starken Anstieg der Viskosität und Problemen bei der Verar beitung kommen kann.

Als lichtechte, gerüstbildende Substanzen können auch Polymere eingesetzt werden, die nicht über funktionelle Gruppen in die Polyurethanmatrix eingebaut werden. Die Substanzen, die nicht in die Polyurethanmatrix eingebaut werden, sind vorzugsweise ausge wählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Poly propylen, Polyoxymethylen, Polyamid, Polycarbonat, Polyvinyl acetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylpyrrolidon, Polytetrafluor ethylen, Polybutadien, Polyisopren und Polyacrylnitril. Um eine Migration dieser Substanzen aus dem Schaumstoffgerüst zu verhin dern, weisen die in Betracht kommenden Polymeren insbesondere ein Molekulargewicht Mw im Bereich von 10 000 bis 500 000 Da auf.

Die Menge der Substanzen c), die eine Gerüstbildung im Poly urethanschaum bewirken, sollte so bemessen sein, daß ein spürba rer Aufbau des Schaumgerüstes stattfindet, andererseits die be kannt guten Produkteigenschaften der Polyurethane nicht überla gert werden und die Viskosität der Polyurethan-Aufbaukomponenten, in die diese Substanzen eingebracht werden, nicht so stark an steigt, daß eine Verarbeitung dieser Substanzen erschwert oder gar unmöglich gemacht wird. Die Untergrenze der Menge an Substan zen, die die Stabilität des Polyurethanschaums gewährleisten, be trägt vorzugsweise 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Polyurethan-Schaumstoffs. Die Obergrenze der Menge an Substanzen, die die Stabilität des Poly urethanschaums gewährleisten, beträgt vorzugsweise 50 Gew.-%, be sonders bevorzugt 30 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des Polyurethan-Schaumstoffs.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Polyurethan- Schaumstoffen, die durch Umsetzung der Komponenten a) und b) in Gegenwart von:

a) Sulfonsäuren erhältlich sind, die eine oder mehrere Hydroxyl gruppen tragen, und/oder deren Salzen und/oder von mit Monoo len gestarteten Polyalkylenglykolethern. Die Verbindungen der Komponente d) werden zur Erhöhung der Hydrophilie in die Po lyurethan-Schaumstoffe einkondensiert.

Als Sulfonsäuren, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen tragen, können z. B. aromatische Sulfonsäuren, die eine oder mehrere phe nolisch oder benzylisch gebundene Hydroxylgruppen tragen, einge setzt werden. Vorzugsweise werden jedoch aliphatische Sulfonsäuren bei der Herstellung der Schaumstoffe eingesetzt, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen tragen. Insbesondere werden aliphatische Sulfonsäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen einge setzt. Beispiele hierfür sind 2-Hydroxyethansulfonsäure, 3-Hydro xypropansulfonsäure sowie 2-Hydroxypropansulfonsäure. Weitere, ge eignete Hydroxycarbonsäuren sind in DE-A-44 33 929 beschrieben. Gemeinsam mit den oder an Stelle der genannten Hydroxysulfonsäu ren können auch deren Salze, insbesondere die Alkalimetall- oder Ammoniumsalze, verwendet werden.

Beispiele für mit Monoolen gestartete Polyalkylenglykolether sind vorzugsweise Polyethylenglykolether. Sie enthalten vorzugsweise 5 bis 100, bevorzugt 8 bis 80 Ethylenoxideinheiten. Gegebenenfalls können die Polyalkylenglykolether auch andere als Ethylenoxidein heiten enthalten, insbesondere Propylenoxideinheiten. Der Gehalt an Ethylenoxideinheiten beträgt vorzugsweise 50 bis 100, beson ders bevorzugt 70 bis 100 Mol-%. Als Startermoleküle kommen ins besondere monofunktionelle Alkohole mit einem bis 20 Kohlenstoff atomen, insbesondere 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, zum Einsatz. Be sonders bevorzugt sind Methanol und Ethanol. Als Startermoleküle können auch Addukte der genannten Alkohole mit bis zu drei Ethylenoxideinheiten eingesetzt werden. Besonders geeignet ist ethoxyliertes Methylglykol mit einem Molekulargewicht von 150 bis 500, vorzugsweise 150 bis 250. Bei einer Erhöhung des Molekular gewichts über den bevorzugten Bereich hinaus kommt es zu einer Verringerung der Hydrophilie der Polyurethan-Schaumstoffe.

Vorzugsweise werden die Sulfonsäuren, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen tragen, und/oder deren Salze und der mit Monoolen gestartete Polyalkylenglykolether nicht gemeinsam eingesetzt, ob wohl dies prinzipiell möglich ist. Der gemeinsame Einsatz der beiden Verbindungen könnte zu Problemen bei der Rezeptierung der Polyurethan-Systeme führen.

Eine weitere Verbesserung der Hydrophilie der Polyurethan-Weich schäume kann erreicht werden, wenn die Umsetzung bei einem mög lichst niedrigen Isocyanat-Index durchgeführt wird. Unter Isocya nat-Index versteht man das Verhältnis zwischen Isocyanat und Polyol. In der Praxis ist ein Isocyanat-Index von 70 bis 130, insbesondere im Bereich von 80 bis 120 bevorzugt. Auch durch die Auswahl geeigneter Silikonstabilisatoren kann die Hydrophilie der Schaumstoffe weiter erhöht werden. Auch die Verwendung von Ethy lenoxid-Bausteine enthaltenden Polyetherolen erhöht die Hydrophi lie weiter. Vorzugsweise werden Polyetherole mit mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-% Ethylenoxid-Bausteinen eingesetzt.

Die Sulfonsäuren, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen tragen, und/oder deren Salze werden vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyurethanschaumes, eingesetzt. Der mit Monoolen ge startete Polyalkylenglykolether wird vorzugsweise in einer Menge von 1,0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 5,0 bis 10,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyurethanschaumes, eingesetzt.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethan-Schaumstoffe kön nen auch nach dem sogenannten Präpolymer-Verfahren durch partielle Um setzung des Isocyanats mit einem Polyol hergestellt werden. Die Umsetzung kann durch Katalyse oder Erhöhung der Temperatur geför dert werden. Die Herstellung der Präpolymere kann auch durch par tielle Umsetzung des Isocyanats mit einem Polyol in Gegenwart eines die Allophanatreaktion katalysierenden Katalysators erfol gen.

Für die erfindungsgemäße Verwendung kommen außerdem Polyurethan- Schaumstoffe in Betracht, die durch Umsetzung der Komponenten a) und b) in Gegenwart der oben beschriebenen Komponenten c) und d) erhältlich sind. Gegebenenfalls kann man zur Erhöhung der oh nehin ausgezeichneten Hydrophilie der offenzelligen, aliphati schen Polyurethan-Schaumstoff Hydrophilierungsmittel zusetzen. Um das Salzproblems zu umgehen, werden als Hydrophilierungsmittel vorzugsweise Tenside (ionische Tenside, bevorzugt nichtionische oder amphotere Tenside) verwendet.

Beispiele für anionische Tenside sind C₈- bis C₂₄-Alkylsulfonate, die vorzugsweise in Form der Alkalisalze eingesetzt werden, C₈- bis C₂₄-Alkylsulfate, die vorzugsweise in Form der Alkali- oder Trialkanolammoniumsalze eingesetzt werden, wie z. B. Triethanolammonium-laurylsulfat, Sulfobernsteinsäurediester, z. B. das Na triumsalz von Sulfobernsteinsäuredi-(2-ethylhexyl)-ester oder Na triumdioctylsulfosuccinat, Sulfobernsteinsäurehalbester, wie beispielsweise Natriumlaurylsulfosuccinat oder Dinatriumfettalko holpolyglykolethersulfosuccinat, C₈- bis C₂₄-Alkylarylsulfonsäuren sowie die Schwefelsäurehalbester von Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid an Alkylphenole oder Fettalkohole. Beispiele für kat ionische Tenside sind die Salze von Fettaminen, z. B. Kokos-fet tammoniumacetat, quaternäre Fettsäureaminoester, z. B. Difettsäu reisopropylester-dimethyl-ammoniummethosulfat, quaternäre Fett säureaminoamide, z. B. N-Undecylensäure-propylamido-N-trimethyl ammoniummethosulfat, Anlagerungsprodukte von Alkylenoxiden an Fettamine bzw. Salze von Fettaminen, wie z. B. Pentaoxethylstea rylammoniumacetat oder ethoxyliertes Methyloleinamin-Methosulfat sowie langkettige Alkylbenzyldimethyl-ammonium-Verbindungen, wie C₁₀- bis C₂₂-Alkylbenzyldimethylammoniumchlorid. Die ionischen Tenside können allein oder auch in Mischung miteinander verwendet werden.

Bevorzugt eingesetzte, nichtionische Tenside sind beispielsweise die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid, Propylenoxid oder Mischungen aus Ethylenoxid und Propylenoxid an Alkylphenole, aliphatische Alkohole, Carbonsäuren und Amine. Beispielsweise eignen sich mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid alkoxylierte C₈- bis C₁₂-Alkylphenole. Handelsübliche Produkte dieser Art sind beispielsweise Octylphenole bzw. Nonylphenole, die jeweils mit 4 bis 20 Mol Ethylenoxid pro Mol Phenol umgesetzt sind. Andere, nichtionische Tenside sind ethoxylierte C₁₀- bis C₂₄-Fettalkohole oder ethoxylierte C₁₀- bis C₂₄-Fettsäuren sowie ethoxylierte C₁₀- bis C₂₄-Fettamine oder ethoxylierte C₁₀- bis C₂₄-Fettsäureamide. Außerdem eignen sich partiell mit C₁₀- bis C₂₄-Fettsäuren partiell veresterte, mehrwertige C₃- bis C₆-Alkohole. Diese Ester können zu sätzlich mit 2 bis 20 Mol Ethylenoxid umgesetzt sein. Als Fett alkohole, die zur Herstellung der Tenside alkoxyliert werden, eignen sich beispielsweise Palmitylalkohol, Stearylalkohol, Myristylalkohol, Laurylalkohol, Oxoalkohole sowie ungesättigte Alkohole, wie Oleylalkohol. Die Fettalkohole werden dabei zu einem solchen Grad ethoxyliert bzw. propoxyliert oder mit Ethylenoxid und Propylenoxid umgesetzt, daß die Reaktionsprodukte in Wasser löslich sind. Im allgemeinen setzt man 1 Mol der oben angegebenen Fettalkohole mit 2 bis 20 Mol Ethylenoxid und gegebe nenfalls bis zu 5 Mol Propylenoxid so um, daß man Tenside erhält, die einen HLB-Wert von mehr als 8 haben (Definition des HLB-Wer tes: W. C. Griffin, "J. Soc. Cosmetic Chem.", Band 5, 249 ff(1954)).

C₃- bis C₆-Alkohole, die partiell verestert und gegebenenfalls ethoxyliert werden, sind beispielsweise Glycerin, Sorbit, Mannit und Pentaerythrit. Diese mehrwertigen Alkohole werden mit C₁₀- bis C₂₄-Fettsäuren, z. B. Ölsäure, Stearinsäure oder Palmitinsäure, partiell verestert. Die Veresterung mit den Fettsäuren erfolgt dabei höchstens bis zu einem solchen Grad, daß noch mindestens eine OH-Gruppe des mehrwertigen Alkohols unverestert bleibt. Ge eignete Veresterungsprodukte sind beispielsweise Sorbitanmono oleat, Sorbitanlaurat, Manitmonooleat, Glycerinmonooleat und Glycerindioleat. Die genannten Fettsäureester mehrwertiger Alko hole, die noch mindestens eine freie OH-Gruppe enthalten, können zur Modifizierung noch mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Mischungen aus Ethylenoxid und Propylenoxid umgesetzt werden. Pro Mol Fettsäureester verwendet man vorzugsweise 2 bis 20 Mol der genannten Alkylenoxide. Der Ethoxylierungsgrad hat bekanntlich einen Einfluß auf den HLB-Wert der nichtionischen Tenside. Durch geeignete Wahl der Alkoxylierungsmittel und der Menge an Alkoxy lierungsmittel kann man Tenside mit HLB-Werten in dem Bereich von 3 bis 20 in technisch einfacher Weise herstellen. Beispiel für einen vollständig veresterten Alkohol ist Sorbitantrioleat. Als Tenside eignen sich auch Alkylpolyglykoside, die beispielsweise von der Fa. Henkel unter den Warenzeichen APG, Glucopan und Plan taren vermarktet werden.

Eine weitere Gruppe von Substanzen, die für die Hydrophilierung geeignet ist, sind Homopolymere des Ethylenoxids, Block copolymere von Ethylenoxid und anderen Alkylenoxiden, vorzugs weise Propylenoxid sowie polyfunktionelle Blockcopolymere, die beispielsweise durch sequentielle Addition von Propylenoxid und Ethylenoxid an Diamine gebildet werden.

Die nichtionischen Tenside können entweder allein oder auch in Mischung miteinander verwendet werden.

Beispiele für geeignete, amphothere Tenside sind Verbindungen, die im gleichen Molekül mindestens ein quaternäres Ammoniumkation und mindestens ein Carboxylat- oder Sulfatanion tragen, wie beispielsweise Dimethylcarboxymethyl-Fettsäurealkylamido-ammoni umbetaine oder 3-(3-Fettsäureamido-propyl)dimethylammonium-2-hy droxypropan-sulfonate.

Besonders bevorzugt werden hautfreundliche, öllösliche Tenside eingesetzt, bei deren Anwendung es zu keinerlei Hautirritationen kommen kann. Um die Hydrophilie der Polyurethan-Schaumstoffe zu erhöhen, setzt Tenside beispielsweise in einer Menge von 0,05 bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Polyurethan- Schaumstoffe ein. Die Behandlung kann beispielsweise durch Tauchen der Schaumstoffe in eine wäßrige Lösung eines Tensids oder durch Sprühen eines Tensids oder einer wäßrigen Lösung eines Ten sids auf den Polyurethan-Schaumstoff oder auch bei der Herstel lung des Schaumstoffs durch Umsetzung der Komponenten a) und b) in Gegenwart von Tensiden erfolgen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethan-Schaumstoffe zeichnen sich durch sehr gute mechanische Eigenschaften aus, die denen von Schaumstoffen auf Basis von aromatischen Isocyanaten entsprechen. Darüber hinaus besitzen sie eine weiße Eigenfarbe und eine hervorragende Lichtstabilität. Die Polyurethan-Schaum stoffe zum erfindungsgemäßen Einsatz als Akquisitionsschicht im Hygieneartikel können in allen beliebigen Schichtdicken und For men zum Einsatz gelangen.

Im allgemeinen liegt im Hygieneartikel eine Kombination aus flüs sigkeitsundurchlässigem Backsheet, flüssigkeitsdurchlässigem Topsheet und absorbent core vor. Derartige Hygieneartikel sind beispielsweise aus der zum Stand der Technik genannten EP-A- 0 689 818 bekannt. Das absorbent core wird zwischen Topsheet und Backsheet fixiert. Optional können elastische Bündchen und selbstklebende Verschlüsse im Hygieneartikel integriert werden. Ein bevorzugter Aufbau eines Hygieneartikels ist beispielsweise in US-A-3,860,003 beschrieben.

Beim Topsheet handelt es sich um eine weiche, die Haut nicht rei zende Zwischenlage. Das Topsheet ist wasserdurchlässig und er laubt einen schnellen Durchsatz in das nachfolgende absorbent core. Das Topsheet kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher Ma terialien hergestellt werden, wie beispielsweise poröse Schaum stoffe, perforierte, synthetische Filme, Naturfasern (Cellulose-, Baumwollfasern), Synthesefasern (Polyester-, Polypropylenfasern) oder einer Kombination aus Naturfasern und Synthesefasern. Vorzugsweise wird das Topsheet aus hydrophobem Material herge stellt, um die Haut des Anwenders von wäßrigen Flüssigkeiten zu schützen.

Das Topsheet kann auf unterschiedlichem Wege hergestellt werden, wie beispielsweise als Woven, Non-woven, versponnenes oder ge kämmtes Fasergemisch. Bevorzugt wird gekämmtes Fasergemisch ein gesetzt, das thermisch zum Topsheet gebunden wird. Das Flächen gewicht des Topsheets beträgt bevorzugt 18 bis 25 g/m², eine Zug festigkeit von mindestens 400 g/cm im trockenen Zustand und 55 g/cm im nassen Zustand.

Topsheet und Backsheet werden in einer geeigneten Weise in einer dem Fachmann bekannten Herstellungsart aneinandergefügt. Das ab sorbent core wird zwischen Topsheet und Backsheet positioniert.

Als Backsheet werden gewöhnlich flüssigkeitsundurchlässige Mate rialien eingesetzt, wie beispielsweise Polyolefine (z. B. Poly ethylen-Backsheets), um die Kleidung des Trägers vor einem even tuellen Leakage zu schützen.

Der offenzellige, hydrophile, aliphatische Polyurethan-Schaumstoff wird innerhalb des absorbent core zur erfindungsgemäßen Verwendung eingesetzt. Aufgrund seiner außerordentlichen Fähig keiten bei Flüssigkeitsaufnahme und -weiterleitung sowie Speiche rung ist ein offenzelliger, hydrophiler, aliphatischer Polyure than-Schaumstoff für die Verwendung als Akquisitions- und Dis tributionsschicht oder generell komplett als absorbent core prä destiniert.

Aufgrund seiner offenzelligen Struktur kann die normalerweise in einzelnen größeren Mengen auf einmal beaufschlagte Körperflüssig keit zügig abgeführt werden. Dadurch wird ein angenehmes Gefühl der Oberflächentrockenheit vermittelt. Im Falle der alleinigen Verwendung eines Polyurethan-Schaumstoffs als Akquisitions- und Distributionsschicht kann als Speicherschicht eine Lage aus einem Cellulose-Hydrogel-Gemisch eingesetzt werden, wie es bei Hygiene artikeln aus dem Stand der Technik der Fall ist. Die Abmessungen (Dicke) der Akquisitions/Distributionsschicht liegt im allge meinen zwischen 0,1 und 10 mm, bevorzugt weist sie eine Dicke zwischen 0,5 und 3 mm auf.

Eine Vielzahl von Speicherschichten aus Cellulose-Hydrogel-Gemi schen ist bereits bekannt und eingehend in der Literatur be schrieben. Eine Komposition zum Einbau der hochquellfähigen Hydrogele kann z. B. eine Fasermatrix sein, die aus einem Cellu losefasergemisch (airlaid web, wet laid web) oder aus syntheti schen Polymerfasern (meltblown web, spunbonded web), oder aber aus einem Misch-Faserwerk aus Cellulosefasern und synthetischen Fasern besteht. Des weiteren können offenporige Schäume oder ähn liches zum Einbau hochquellfähiger Hydrogele dienen.

Alternativ kann eine derartige Komposition durch Fusion zweier Einzelschichten entstehen, wobei eine oder besser eine Vielzahl an Kammern gebildet werden, die die hochquellfähigen Hydrogele enthalten. In diesem Fall sollte mindestens eine der beiden Schichten wasserdurchlässig sein. Die zweite Schicht kann entwe der wasserdurchlässig oder wasserundurchlässig sein. Als Schich tenmaterial können Tissues oder sonstiges Gewebe, geschlossene oder offenporige Schäume, perforierte Filme, Elastomere oder Gewebe aus Fasermaterial zum Einsatz gelangen. Wenn die absorbie rende Zusammensetzung aus einer Komposition von Schichten be steht, sollte das Schichtenmaterial eine Porenstruktur aufweisen, deren Porenabmessungen klein genug sind, um die hochquellfähigen Hydrogelpartikel zurückzuhalten. Obige Beispiele zur Komposition der Cellulose-Hydrogel-Gemische schließen auch Laminate aus min destens zwei Schichten mit ein, zwischen die die hochquellfähigen Hydrogele eingebaut und fixiert werden.

Des weiteren kann das Cellulose-Hydrogel-Gemisch aus einem Trägermaterial, wie z. B. einem Polymerfilm bestehen, auf dem die hochquellfähigen Hydrogelpartikel fixiert werden. Die Fixierung kann sowohl ein- als auch beidseitig vorgenommen werden. Das Trägermaterial kann wasserdurchlässig oder wasserundurchlässig sein.

In obige Kompositionen der Cellulose-Hydrogel-Gemische werden die hochquellfähigen Hydrogele mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise von 50 bis 100 Gew.-%, insbesondere von 70 bis 100 Gew.-% eingebaut. Die Cellulose-Hydrogel-Gemische ent halten meistens mindestens 80 und besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% Hydrogel, bezogen auf das Gewicht der Speicherschicht. Die Speicherschicht kann auch allein aus Hydrogel bestehen.

Stellen die Fasermaterialien der Cellulose-Hydrogel-Gemische eine Fasermatrix dar, so werden die hochquellfähigen Hydrogele in die sem Fasergemisch mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 100 Gew.-%, bevorzugt von 60 bis 100 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Cellulose-Hydrogel-Gemisches, eingebaut. Die Speicherschicht besteht beispielsweise aus einer Mischung aus natürlichen und/ oder synthetischen Fasern und teilchenförmigen Hydrogelen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 1000 µm, vorzugs weise 100 bis 850 µm besteht, wobei der Anteil an Hydrogelteil chen mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 60 Gew.-% be trägt.

Eine Vielzahl von Fasermaterialien, die als Fasernetzwerk oder Matrices zum Einsatz gelangen, können zugrunde gelegt werden. Mit eingeschlossen sind sowohl Fasern natürlichen Ursprungs (modifi ziert oder unmodifiziert), als auch Synthesefasern.

Beispiele für Cellulosefasern schließen jene ein, die üblicher weise bei Absorptionsprodukten verwendet werden, wie Flauschzell stoff und Zellstoff vom Baumwolltyp. Die Materialien (Nadel- oder Laubhölzer), Herstellungsverfahren, wie chemischer Zellstoff, halbchemischer Zellstoff, chemothermischer, mechanischer Zellstoff (CTMP) und Bleichverfahren sind nicht besonders eingeschränkt. So finden beispielsweise natürliche Cellulosefasern, wie Baumwolle, Flachs, Seide, Wolle, Jute, Ethylcellulose und Celluloseacetat, Anwendung.

Geeignete, synthetische Fasern werden hergestellt aus Polyvinyl chlorid, Polyvinylflourid, Polytetraflourethylen, Polyvinyliden chlorid, Polyacrylverbindungen, wie ORLON®, Polyvinylacetat, Poly ethylvinylacetat, löslicher oder unlöslicher Polyvinylalkohol. Beispiele für synthetische Fasern schließen thermoplastische Po lyolefinfasern, wie Polyethylenfasern (PULPEX®), Polypropylen fasern und Polyethylen-Polypropylen-Zweikomponentenfasern, Poly esterfasern, wie Polyethylenterephthalatfasern (DACRON® oder KO DEL®), Copolyester, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, Poly vinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacryle, Polyamide, Copolyamide, Polystyrol und Copolymere der vorstehend genannten Polymere sowie Zweikomponentenfasern aus Polyethylen terephthalat-Polyethylen-Isophthalat-Copolymer, Polyethylvinyla cetat/Polypropylen, Polyethylen/Polyester, Polypropylen/Poly ester, Copolyester/Polyester, Polyamidfasern (Nylon), Poly urethanfasern, Polystyrolfasern und Polyacrylnitrilfasern ein. Bevorzugt sind Polyolefinfasern, Polyesterfasern und deren Zwei komponentenfasern. Weiterhin bevorzugt sind in der Wärme haftende Zweikomponentenfasern aus Polyolefin vom Hülle-Kern-Typ und Sei te-an-Seite-Typ wegen ihrer ausgezeichneten Formbeständigkeit nach der Flüssigkeitsabsorption.

Die genannten, synthetischen Fasern werden bevorzugt in Kombina tion mit thermoplastischen Fasern eingesetzt. Bei der Hitzebe handlung migrieren letztere teilweise in die Matrix des vorhande nen Fasermaterials und stellen so beim Abkühlen Verbindungsstel len und erneute Versteifungselemente dar. Zusätzlich bedeutet der Zusatz thermoplastischer Fasern eine Erweiterung der vorliegenden Porenabmessungen nach erfolgter Hitzebehandlung. Auf diese Weise ist es möglich, durch kontinuierliches Zudosieren von thermoplastischen Fasern während der Bildung der Absorptions schicht den Anteil thermoplastischer Fasern zum Deckblatt hin kontinuierlich zu steigern, wodurch ein ebenso kontinuierlicher Anstieg der Porengrößen resultiert. Thermoplastische Fasern kön nen aus einer Vielzahl thermoplastischer Polymere gebildet wer den, die einen Schmelzpunkt von weniger als 190°C, bevorzugt zwischen 75°C und 175°C aufweisen. Bei diesen Temperaturen ist noch keine Schädigung der Cellulosefasern zu erwarten.

Längen und Durchmesser der vorstehend beschriebenen Synthesefa sern können beliebig gewählt werden. Im allgemeinen kann jede be liebige Faser mit einer Länge von 1 bis 200 mm und einem Durchmesser von 0,1 bis 100 Denier (Gramm pro 9000 Meter) bevorzugt verwendet werden. Bevorzugte, thermoplastische Fasern weisen eine Länge von 3 bis 50 mm, besonders bevorzugt eine Länge von 6 bis 12 mm auf. Der bevorzugte Durchmesser der thermoplastischen Faser liegt zwischen 1,4 und 10 Decitex, besonders bevorzugt zwischen 1,7 und 3,3 Decitex (Gramm pro 10000 Meter). Die Form ist nicht besonders eingeschränkt, und Beispiele schließen gewebeartige, schmale, zylinderartige, geschnitten-/spaltgarnartige, stapelfa serartige und endlosfaserartige ein.

Die Fasern in der erfindungsgemäßen, absorbierenden Zusammen setzung können hydrophil, hydrophob oder eine Kombination aus beiden sein. Gemäß der Definition von Robert F. Gould in der Pu blikation "Kontaktwinkel, Benetzbarkeit und Adhäsion", American Chemical Society (1964) wird eine Faser als hydrophil bezeichnet, wenn der Kontaktwinkel zwischen der Flüssigkeit und der Faser (bzw. ihrer Oberfläche) kleiner aus 90° ist, oder wenn die Flüs sigkeit zum spontanen Spreiten auf derselben Oberfläche tendiert. Beide Vorgänge sind in aller Regel coexistent. Umgekehrt wird eine Faser als hydrophob bezeichnet, wenn ein Kontaktwinkel von größer als 90° ausgebildet wird und kein Spreiten beobachtet wird.

Bevorzugt wird hydrophiles Fasermaterial eingesetzt. Besonders bevorzugt gelangt Fasermaterial zum Einsatz, das zur Körperseite hin schwach hydrophil und in der Region um die hochquellfähigen Hydrogele am stärksten hydrophil ist. Im Herstellungsprozeß wird durch den Einsatz von Schichten unterschiedlicher Hydrophilie ein Gradient erzeugt, der die auftreffende Flüssigkeit zum Hydrogel kanalisiert, wo letztendlich die Absorption erfolgt.

Geeignete, hydrophile Fasern für den Einsatz in der Speicher schicht des absorbent core sind beispielsweise Cellulosefasern, modifizierte Cellulosefasern, Rayon, Polyesterfasern, wie z. B. Polyethylenterephthalat (DACRON®), und hydrophiles Nylon (HYDRO FIL®). Geeignete, hydrophile Fasern können auch erhalten werden durch Hydrophilierung hydrophober Fasern, wie z. B. die Behandlung thermoplastischer Fasern, erhalten aus Polyolefinen (wie z. B. Polyethylen oder Polypropylen, Polyamide, Polystyrole, Polyure thane usw.) mit Tensiden oder Silica. Aus Kostengründen und aus Gründen der Verfügbarkeit werden jedoch Cellulosefasern bevor zugt.

Die hochquellfähigen Hydrogelpartikel werden in das beschriebene Fasermaterial eingebettet. Dies kann auf vielfältige Weise ge schehen, indem man z. B. mit dem Hydrogelmaterial und den Fasern zusammen eine Absorptionsschicht in Form einer Matrix aufbaut, oder durch Einlagerung hochquellfähiger Hydrogele in Schichten aus Fasergemisch, wo sie letztendlich fixiert werden, sei es durch Haftmittel oder Laminierung der Schichten.

Die flüssigkeitsaufnehmende und -verteilende Fasermatrix kann da bei aus synthetischer Faser oder Cellulosefaser oder einem Gemisch aus synthetischer Faser und Cellulosefaser bestehen, wo bei das Mischungsverhältnis von (100 bis 0) synthetische Faser: (0 bis 100) Cellulosefaser variieren kann. Die eingesetzten Cellulosefasern können zur Erhöhung der Formbeständigkeit des Hy gieneartikels zusätzlich chemisch versteift sein.

Die chemische Versteifung von Cellulosefasern kann auf unter schiedlichen Wegen erreicht werden. Zum einen kann eine Faserver steifung erreicht werden durch Zusatz geeigneter Überzüge/ Coatings zum Fasermaterial. Derartige Zusätze schließen beispielsweise Polyamid-Epichlorhydrin-Überzüge (Kymene® 557 H, Hercoles, Inc., Wilmington, Delaware, USA), Polyacrylamid- Überzüge (beschrieben in U.S.-Patent 3,556,932 oder als Handelsprodukt der Marke Parez® 631 NC, American Cyanamid Co., Stamford, CT, USA), Melamin-Formaldehyd-Überzüge und Polyethylenimin-Überzüge mit ein.

Die chemische Versteifung von Cellulosefasern kann auch durch chemische Reaktion erfolgen. So kann z. B. die Zugabe von geei gneten Vernetzersubstanzen eine Vernetzung bewirken, die inner halb der Faser stattfindet. Geeignete Vernetzersubstanzen sind typische Substanzen, die zur Vernetzung von Monomeren eingesetzt werden. Mit eingeschlossen, jedoch nicht limitiert darauf, sind C₂-C₈-Dialdehyde, C₂-C₈-Monoaldehyde mit saurer Funktionalität, und insbesondere C₂-C₉-Polycarbonsäuren. Spezifische Substanzen aus dieser Reihe sind beispielswiese Glutaraldehyd, Glyoxal, Glyoxylsäure, Formaldehyd und Citronensäure. Diese Substanzen reagieren mit mindestens 2 Hydroxyl-Gruppen innerhalb einer ein zelnen Cellulosekette oder zwischen zwei benachbarten Cellulose ketten innerhalb einer einzelnen Cellulosefaser. Durch die Ver netzung erfolgt eine Versteifung der Fasern, die durch diese Be handlung eine größere Formbeständigkeit verliehen bekommen. Zu sätzlich zu ihrem hydrophilen Charakter weisen diese Fasern ein heitliche Kombinationen aus Versteifung und Elastizität auf. Diese physikalische Eigenschaft ermöglicht es, die kapillare Struktur auch bei gleichzeitigem Kontakt mit Flüssigkeit und Kom pressionskräften beizubehalten und ein vorzeitiges Kollabieren zu verhindern.

Chemisch vernetzte Cellulosefasern sind bekannt, vgl. WO-A-91/11162. Die chemische Vernetzung bewirkt eine Versteifung des Fasermaterials, was sich letztendlich in einer verbesserten Formbeständigkeit des gesamten Hygieneartikels widerspiegelt. Die einzelnen Schichten werden durch dem Fachmann bekannte Methoden, wie z. B. Verschmelzen durch Wärmebehandlung, Zugabe von Schmelz klebern, Latexbindern usw. miteinander verbunden.

Beispiele für Verfahren, mit denen man Cellulose-Hydrogel-Gemi sche erhält, die beispielsweise aus einem Trägermaterial beste hen, an den ein- oder beidseitig hochquellfähige Hydrogele fi xiert sind, sind bekannt.

Beispiele für Verfahren, mit denen man eine absorbierende Zusammensetzung erhält, die beispielsweise aus in ein Fasermate rial-Gemisch aus synthetischen Fasern a) und Cellulosefasern b) eingebetteten, hochquellfähigen Hydrogelen c) besteht, wobei das Mischungsverhältnis von (100 bis 0) synthetische Faser: (0 bis 100) Cellulosefaser variieren kann, sind:

1. Verfahren, bei dem a), b) und c) gleichzeitig gemischt werden;
2. Verfahren, bei dem ein Gemisch aus a) und b) in c) einge mischt wird;
3. Verfahren, bei dem ein Gemisch aus b) und c) mit a) ge mischt wird;
4. Verfahren, bei dem ein Gemisch aus a) und c) in b) einge mischt wird;
5. Verfahren, bei dem b) und c) gemischt werden und a) konti nuierlich zudosiert wird;
6. Verfahren, bei dem a) und c) gemischt werden und b) konti nuierlich zudosiert wird, und
7. Verfahren, bei dem b) und c) getrennt in a) eingemischt werden, ein.

Von diesen Beispielen sind die Verfahren 1. und 5. bevorzugt. Für die beschriebenen Verfahren können die üblichen, dem Fachmann bekannten Vorrichtungen verwendet werden.

Das entsprechend erzeugte Cellulose-Hydrogel-Gemisch kann optio nal einer Hitzebehandlung unterworfen werden, so daß eine Absorp tionsschicht mit hervorragender Formbeständigkeit im feuchten Zu stand resultiert. Das Verfahren zur Hitzebehandlung ist nicht be sonders eingeschränkt. Beispiele schließen Hitzebehandlung durch Zufuhr heißer Luft oder Infrarotbestrahlung mit ein. Die Temperatur bei der Hitzebehandlung liegt im Bereich 60°C bis 230°C, bevorzugt zwischen 100°C und 200°C, besonders bevorzugt zwischen 100°C und 180°C. Die Dauer der Hitzebehandlung hängt ab von der Art der synthetischen Faser, deren Menge und der Herstel lungsgeschwindigkeit des Hygieneartikels. Generell beträgt sie etwa 0,5 Sekunden bis 3 Minuten, bevorzugt 1 Sekunde bis 1 Mi nute.

Der offenzellige, hydrophile, aliphatische Polyurethan-Schaum stoff wird vorzugsweise aufgrund seiner hervorragenden Eigen schaften bei Akquisition, Distribution und Speicherung einlagig als absorbent core eingesetzt. Durch die sehr gute Flüssigkeits kanalisation und Abführung der Flüssigkeit werden keine zusätzli chen Pufferschichten benötigt. Die enorme Flüssikeitsretention ermöglicht den vollständigen Verzicht auf zusätzliche Speicher schichten, wie beispielsweise Cellulose-Hydrogel-Lagen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyurethan-Schaumstoffe ha ben eine FSC (Free swell capacity) von mehr als 20 g/g, vorzugs weise von mehr als 60 g/g. Sie weisen im nassen Zustand eine Zug festigkeit von mehr als 60 J/m² auf.

Für die Anwendung der Polyurethan-Schaumstoffe ist es zweckmäßig, aus Schaumstoff-Blöcken flächige Strukturen herzustellen, z. B. durch Schneiden der Blöcke. Die Polyurethan-Schaumstoffe werden beispielsweise in Form von flächigen Strukturen mit einer Dicke von 1 bis 10 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm, eingesetzt.

Bei den Hygieneartikeln handelt es sich beispielsweise um Baby windeln, Inkontinenzprodukte, Damenhygieneartikel, Wundauflagen oder Wundverbände.

Testmethoden a) Dichte

Jede geeignete, gravimetrische Methode kann zur Dichtebestimmung des Schaumstoffes herangezogen werden. Ermittelt wird die Masse an festem Schaumstoff pro Volumeneinheit Schaumstoffstruktur. Ein Verfahren zur Dichteermittlung des Schaumstoffes ist in der ASTM Methode Nr. D 3574-86, Test A, beschrieben. Diese Methode wurde ursprünglich zur Dichtebestimmung von Urethanschäumen entwickelt, kann aber auch zu diesem Zweck herangezogen werden. Danach wird bei einer vorkonditionierten Probe, wie in der Methode beschrie ben, bei 22 +/- 2°C deren Trockenmasse und Volumen ermittelt. Volumenbestimmungen größerer Probenabmessungen werden unter Nor maldruck durchgeführt.

b) Free swell capacity (FSC)

Bei dieser Methode wird die freie Quellbarkeit des offenzelligen, elastischen Melamin/Formaldehyd-Schaumstoffs im Teebeutel be stimmt. Zur Bestimmung der FSC werden 0.2000 ± 0.0050 g getrockne ter Schaumstoff (Kornfraktion 106-850 µm) in einem 60 × 85 mm großen Teebeutel eingewogen, der anschließend verschweißt wird. Der Teebeutel wird für 30 Minuten in einen Überschuß von Testlö sung gegeben (mindestens 0,83 l Kochsalz-Lösung/1 g Polymer pulver). Der Teebeutel wird anschließend für 10 Minuten abtropfen gelassen, indem er an einer Ecke aufgehängt wird. Die Bestimmung der Flüssigkeitsmenge geschieht durch Auswägen des Teebeutels.

Als Testlösung wird bevorzugt 0.9 Gew.-%ige NaCl-Lösung einge setzt oder synthetische Harnersatz-Lösung verwendet.

c) Akquisitionszeit

Der offenzellige, elastische PU-Schaumstoff wird in 1,5 mm bzw. 2 mm bzw. 4 mm dicke Schichten geschnitten. Eine kommerziell ver fügbare Windel wird vorsichtig aufgeschnitten, das als Akquisiti onsmedium dienende high-loft entnommen und statt dessen die offenzellige, elastische PU-Schaumstoffschicht eingelegt. Die Win del wird wieder verschlossen. Die Aufgabe von synthetischer Har nersatzlösung erfolgt durch eine Kunststoffplatte mit einem Ring in der Mitte (Innendurchmesser des Ringes 6,0 cm, Höhe 4,0 cm). Die Platte wird belastet mit zusätzlichen Gewichten, so daß die Gesamtbelastung der Windel 13,6 g/cm² beträgt. Die Kunststoff platte wird auf der Windel so plaziert, daß der Mittelpunkt der Windel gleichzeitig die Mitte des Aufgaberinges darstellt. Es werden dreimal 60 ml 0,9 Gew.-%ige Kochsalz-Lösung aufgegeben. Die Kochsalz-Lösung wird in einem Meßzylinder abgemessen und durch den Ring in der Platte in einem Schuß auf die Windel aufge geben. Gleichzeitig mit der Aufgabe wird die Zeit gemessen, die zum kompletten Eindringen der Lösung in die Windel notwendig ist. Die gemessene Zeit wird als Akquisitionszeit 1 notiert. Danach wird die Windel mit einer Platte für 20 Min. belastet, wobei die Belastung weiterhin bei 13,6 g/cm² gehalten wird. Danach erfolgt die zweite Aufgabe der Flüssigkeit. Die gemessene Zeit wird als Akquisitionszeit 2 notiert. Bei der Bestimmung von Akquisitions zeit 3 wird auf die gleiche Weise verfahren.

d) Bestrahlungs-Test

Die Ermittlung der Lichtstabilität wurde anhand des Bestrahlungs- Tests nach ISO 4892-2 ermittelt.

e) Sinkgeschwindigkeit

Aus den offenzelligen Polyurethan-Schaumstoffen wurden Probe körper der Größe 30 × 30 × 30 mm geschnitten, mit Wasser ange feuchtet und die Sinkgeschwindigkeit bestimmt.

Beispiele Einsatzstoffe

Polyisocyanat 1:
Polyisocyanat aus Hexamethylendiisocyanat (HDI), NCO-Gehalt 22,0 Gew.-% (Basonat® HI 100).
Polyisocyanat 2:
Polyisocyanat aus HDI, NCO-Gehalt 19,0 Gew.-% (Basonat® P LR 8926).
Polyetherol 1:
Polyoxypropylendiol, Hydroxylzahl 250 mg KOH/g (Lupranol® 1200).
Polyetherol 2:
Polyoxypropylen-polyoxyethylentriol, Hydroxyl zahl 35 mg KOH/g (Lupranol® 2045).
Polyetherol 3:
Polyoxypropylen-polyoxyethylentriol, Hydroxyl zahl 29 mg KOH/g (Lupranol® 2043).
Polyetherol 4:
Tetrol, Hydroxylzahl 470 mg KOH/g (Lupranol® 3402).
Polyetherol 5:
Polyoxyethylendiol, Hydroxylzahl 280 mg KOH/g (Pluriol® E 400).
Polyetherol 6:
Polyoxypropylendiol, Hydroxylzahl 56 mg KOH/g (Lupranol® 1000).
Polyetherol 7:
Polyoxypropylen-Polyoxyethylentriol, Hydroxyl zahl 26,5 mg KOH/g (Lupranol® 2042).
Polyetherol 8:
Polyoxypropylen-Polyoxyethylentriol, Hydroxyl zahl 35 mg KOH/g (Lupranol® 2045).
Polyetherol 9:
Polyoxypropylen-Polyoxyethylentriol, Hydroxyl zahl 42 mg KOH/g (Lupranol® 2047).
Polyetherol 10:
Polyoxyethylentriol, Hydroxylzahl 605 mg KOH/g (Lupranol® VP9236).
Lupragen® N 201:
33%ige Lösung von DABCO in Dipropylenglykol.
Lupragen® N 206:
Bis(dimethylaminoethyl)ether 70% in Dipropylen glykol.
Lupragen® N 600:
1,3,5-Tris(3-dimethylaminopropyl)-hexahydro- s-triazin.
Lupranat M20A:
Polymer-MDI.
DABCO 8154:
Säuregeblockter Katalysator der Firma Air Products.
PAS:
pulverförmige Polyacrylsäure, Mw 15000 g/mol.
PVP:
pulverförmiges Polyvinylpyrrolidon, Mw 40000 g/ mol.
SAP:
Na-Salz einer vernetzten Polyacrylsäure mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 290 µm.
Harz 1:
OH-Acrylatharz, Festgehalt 70%, Hydroxylzahl 135 mg KOH/g (Lumitol® H 136), vor dem Einsatz wurde das Lösmittel entfernt.
DBTL:
Dibutylzinn-dilaurat.
Katalysator 1:
Bis(N,N-dimethylaminoethyl)ether, 70%-ig in Dipropylenglykol (Lupragen® N 206).
DC 193:
Silikonstabilisator, DABCO® DC 193 der Firma Air Products.

Beispiele 1 bis 6

Aus den in Tabelle 1 angegebenen Verbindungen wurde zunächst eine Polyolkomponente hergestellt. Diese und die ebenfalls in Tabelle 1 angegebene Isocyanatkomponente wurden getrennt voneinander auf 60°C erwärmt, bei dieser Temperatur zusammengegeben, mit einem Rührer homogenisiert und in eine auf 60°C erwärmte, geschlossene Form mit den Abmessungen 40 × 40 × 10 cm gegeben. Der entstandene Schaum wurde bei 60°C ausgehärtet. Die Eigenschaften der jeweils erhaltenen Schaumstoffe sind in den Tabellen 2 und 3 angegeben.

Tabelle 1

Eingesetzte Komponenten in Gew.-%

Tabelle 2

Bestrahlungs-Test nach ISO 4892-2

Schaumstoff Nr. 5 wurde ver gleichend zu einem handelsüblichen Polyurethan-Weichschaumstoff auf Basis Toluylendiisocyanat in der Bestrahlungsapparatur X 450 der Fa. Heraeus geprüft. Dabei wurden Muster der beiden Schaum stoffe mit den Abmessungen 60 × 50 × 10 mm einem 5-tägigen Test unterworfen und anschliessend die Verfärbung mittels Yellowness- Index bestimmt. Der Schaumstoff auf Basis des aromatischen Iso cyanats war nach dem Test braun verfärbt, während der Schaumstoff Nr. 5 keine sichtbare Verfärbung zeigte.

Tabelle 3

Yellowness-Indices der bestrahlten Proben

Beispiel 7

Es wurde eine Polyolkomponente aus folgenden Einsatzstoffen her gestellt:

85,0 Gew.-Teile eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht von 3300 und einer Hydroxylzahl 48 mg KOH/g (Lupranol® 2080 der BASF Aktiengesellschaft)
10,0 Gew.-Teile eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht von 5500 und einer Hydroxylzahl von 29 mg KOH/g (Lupranol® 4500 der BASF Aktiengesellschaft)
3,1 Gew.-Teile Wasser
1,6 Gew.-Teile Silikonstabilisator (DC 198 von Dow Corning)
0,2 Gew.-Teile Aminkatalysator (Lupragen® N 201 der BASF Aktiengesellschaft)
0,2 Gew.-Teile Zinnoctoat (Kosmos® 29 der Firma Goldschmidt AG)

Zu dieser Polyolkomponente wurden 5 Gew.-Teile einer Mischung (B) aus:

40,0 Gew.-Teilen eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht 4000 und einer Hydroxylzahl von 42 mg KOH/g (Lupranol® 2047 der BASF Aktiengesellschaft)
20,0 Gew.-Teilen Wasser
30,0 Gew.-Teilen ethoxyliertem Methyldiglykol mit einem Moleku largewicht von 260 (Pluriol® A 275 E der BASF Aktiengesellschaft) sowie
10,0 Gew.-Teilen des Natriumsalzes von 2-Hydroxyethansulfonsäure

zugemischt und das Gemisch mit Toluylendiisocyanat mit einem Isomerenverhältnis von 80 : 20 (Lupranat® T 80 der BASF Aktiengesellschaft) mit einem Isocyanat-Index von 98 verschäumt.

Zum Vergleich wurde ein Schaum ohne die Mischung (B) hergestellt:
Aus den entstandenen, offenzelligen Weichschaumstoffen wurden Probekörper der Größe 30 × 30 × 30 mm geschnitten, mit Wasser an gefeuchtet und die Sinkgeschwindigkeit bestimmt.

Der hydrophile Polyurethan-Schaumstoff hatte eine Sinkgeschwin digkeit von 1,0 mm/s; der Vergleichsschaum sank nicht.

Beispiel 8

Es wurde eine Polyolkomponente aus folgenden Einsatzstoffen her gestellt:

25,00 Gew.-Teile eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht von 3300 und einer Hydroxylzahl 48 mg KOH/g (Lupranol® 2080 der BASF Aktiengesellschaft)
65,00 Gew.-Teilen eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht 4000 und einer Hydroxylzahl von 42 mg KOH/g (Lupranol® 2047 der BASF Aktiengesellschaft)
10,00 Gew.-Teile eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht von 5500 und einer Hydroxylzahl von 29 mg KOH/g (Lupranol® 4500 der BASF Aktiengesellschaft)
3,15 Gew.-Teile Wasser
1,60 Gew.-Teile Silikonstabilisator (DC 198 von Dow Corning)
0,06 Gew.-Teile Aminkatalysator (Lupragen® N 206 der BASF Aktiengesellschaft)
0,08 Gew.-Teile Zinnoctoat (Kosmos® 29 der Firma Goldschmidt AG)

Zu dieser Polyolkomponente wurden 5 Gew.-Teile einer Mischung (B) aus:

40,0 Gew.-Teilen eines Polyetherols mit einem Molekulargewicht 10 bis 4000 und einer Hydroxylzahl von 42 mg KOH/g (Lupranol® 2047 der BASF Aktiengesellschaft),
20,0 Gew.-Teilen Wasser
30,0 Gew.-Teilen ethoxyliertem Methyldiglykol mit einem Moleku largewicht von 260 (Pluriol® A 275 E der BASF Aktiengesellschaft) sowie
10,0 Gew.-Teilen des Natriumsalzes von 2-Hydroxyethansulfonsäure

Zum Vergleich wurde ein Schaum ohne die Mischung (B) hergestellt.

Aus den entstandenen, offenzelligen Weichschaumstoffen wurden je weils Probekörper der Größe 30 × 30 × 30 mm geschnitten, mit Was ser angefeuchtet und die Sinkgeschwindigkeit bestimmt.

Der hydrophile Polyurethan-Schaumstoff hatte eine Sinkgeschwin digkeit von 15 mm/s; der Vergleichsschaum sank nicht.

Beispiel 9 Herstellung eines Präpolymers aus Polyisocyanat 1 und Polyetherol 9

In einem Dreihalskolben mit Rührer wurden 100 g Polyisocyanat 1 (Basonat HI 100) vorgelegt und auf 110°C erhitzt. Der Isocyanat komponente ist ein Reaktionsstopper (5 ppm Benzoylchlorid) zuge setzt, der eine unerwünschte Weiterreaktion des ausreagierten Präpolymers verhindern soll. Anschließend wurden 38,58 g Poly etherol 9 innerhalb von 30 Minuten zudosiert. Nach Zulaufende wurde das Präpolymer zwei weitere Stunden bei 110°C gerührt.

Beispiel 10 Einfluss des Stabilisators auf die Hydrophilie des Schaumstoffs

Zur Herstellung der Polyurethanschaumstoffe wurde die in Tabelle 4 angegebene Schaumformulierung verwendet. Isocyanat- und Polyol komponente wurden bei einem Index von 130 verschäumt. Zur Stabi lisierung des Schaumstoffs wurden jeweils verschiedene Stabilisa toren zugesetzt, die in Tabelle 5 angegeben sind. Die angegebenen Oberflächenspannungen der eingesetzten Stabilisatoren wurden aus einer 0,05%-igen Lösung bestimmt.

Tabelle 4

Grundrezeptur der hergestellten Polyurethanschaum stoffe aus Beispiel 10

Aus den entstandenen, offenzelligen Weichschaumstoffen wurden Probekörper der Größe 30 × 30 × 30 mm geschnitten. Diese wurden auf eine Wasseroberfläche gelegt. Man bestimmte nachfolgend die Zeit bis zum vollständigen Versinken der Probekörper. In Tabelle sind die Ergebnisse für die verschiedenen Stabilisatoren zusammengefaßt.

Tabelle 5

Wie die Ergebnisse aus Tabelle 5 zeigen, sind vor allem Stabili satoren mit einer durch sie induzierten Oberflächenspannung von kleiner 28 mN/m zur Herstellung hydrophiler, aliphatischer Poly urethan-Schaumstoffe besonders geeignet.

Beispiel 11 Nachträgliches Aufbringen von oberflächenaktiven Substanzen auf Polyurethan-Schaumstoffe

Ein Schaumstoff wurde gemäß der in Tabelle 4 angegebenen Rezeptur hergestellt und anschließend mit einer wäßrigen Lösung einer oberflächenaktiven Substanz (verschiedene Konzentrationen) ge tränkt. Anschließend wurden die Schaumstoffe zur Entfernung des Lösemittels getempert. Aus den Schaumstoffen wurden Probekörper der Größe 30 × 30 × 30 mm geschnitten, auf eine Wasseroberfläche gelegt und die Sinkgeschwindigkeit bestimmt. In Tabelle 6 sind die Ergebnisse für verschiedene, oberflächenaktive Substanzen zusammengefaßt.

Tabelle 6

Beispiel 12 Einsatz in einer Windel

Der nach Beispiel 10 unter Zusatz des Stabilisators DABCO DC 190 (vgl. Tabelle 5) hergestellte, offenzellige, hydrophile, aliphatische Polyurethan-Schaumstoff wurde in 2 mm dicke Schich ten geschnitten. Eine kommerziell verfügbare Windel wurde vor sichtig aufgeschnitten, das als Akquisitionsmedium dienende high- loft entnommen und statt dessen die 2 mm dicke, offenzellige, hy drophile, aliphatische Polyurethan-Schaumstoffschicht eingelegt. Die Windel wurde wieder verschlossen. Danach wurden die Zeiten be stimmt, die für die Aufnahme von 3 aufeinanderfolgenden Zugaben von jeweils 60 ml synthetischem Urin benötigt wurden. Die Ergeb nisse sind in Tabelle 7 angegeben.

Vergleichsbeispiel 1

Eine kommerziell verfügbare Windel wurde vorsichtig aufgeschnit ten, das high-loft entnommen, anschließend wieder eingelegt und die Windel wiederum verschlossen. Diese Vorgehensweise sollte eine optimale Vergleichbarkeit sicherstellen.

Vergleichsbeispiel 2

Nach Beispiel 7 wurde ein offenzelliger, hydrophiler, aliphati scher Polyurethan-Schaumstoff mit einer Schichtdicke von 2,0 mm hergestellt.

Vergleichsbeispiel 3

Nach Beispiel 7 wurde ein offenzelliger, hydrophiler, aliphatischer Polyurethan-Schaumstoff mit einer Schichtdicke von 2.0 mm herge stellt.

Für die gemäß den Vergleichsbeispielen 1-3 hergestellten Pro dukte wurde jeweils die Akquisitionszeit für die Aufnahme von synthetischem Urin bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 an gegeben.

Tabelle 7

Wie Tabelle 7 erkennen lässt, zeigt der offenzellige, hydrophile, aliphatische Polyurethan-Schaumstoff sowohl gegenüber Vergleichs beispiel 1 wie auch 2 und 3 klar verbesserte Akquisitionszeiten.

Claims

1. Verwendung von offenzelligen, hydrophilen, aliphatischen Po lyurethan-Schaumstoffen, die durch Umsetzung von:

a) aliphatischen Polyisocyanaten oder Mischungen von Poly isocyanaten, die mindestens 50 Gew.-% aliphatische Iso cyanate enthalten, mit
b) mindestens einer Verbindung mit mindestens zwei mit Iso cyanat reaktiven Wasserstoffatomen

erhältlich sind, in einem mehrschichtigen Hygieneartikel als Zwischenschicht (absorbent core) für die Akquisition, Distri bution und Speicherung von Körperflüssigkeiten oder zusammen mit einer Speicherschicht, die ein Hydrogel enthält oder da raus besteht, für die Akquisition und Distribution von Körperflüssigkeiten.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyurethan-Schaumstoffe einsetzt, deren Hydrophilie durch Behandeln mit Tensiden erhöht ist oder die durch Umsetzung der Komponenten a) und b) erhältlich sind, wobei die Um setzung gegebenenfalls in Gegenwart von Tensiden erfolgt.

3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Komponente a) lineare, verzweigte und/oder cyclo-aliphatische Polyisocyanate einsetzt.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß man Polyurethan-Schaumstoffe einsetzt, die durch Umsetzung der Komponenten a) und b) in Gegenwart von:

a) 0,1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten a) und b), an Substanzen erfolgt, die eine Gerüstbildung im Polyurethanschaum bewirken.

5. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente c) organische, synthetische Polymere verwendet.

6. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente c) funktionelle Gruppen enthaltende Polymerisate einsetzt, die darüber in die Polyurethanmatrix eingebaut werden.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß man als Komponente c) Polymerisate der Acryl säure, Methacrylsäure, Salze und Ester der genannten Carbon säuren und Vinylester sowie Copolymerisate der genannten Mo nomeren untereinander und/oder mit mindestens einem anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren, Polyvinylalkohole, Vinylamineinheiten enthaltende Polymerisate und Polyethylen imine einsetzt.

8. Verwendung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente c) Polymerisate einsetzt, die nicht in die Polyurethanmatrix eingebaut werden, und die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyoxymethylen, Polyamid, Polycarbonat, Polyvinylacetat, Po lyvinylchlorid, Polyvinylpyrrolidon, Polytetrafluorethylen, Polybutadien, Polyisopren und Polyacrylnitril.

9. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyurethan-Schaumstoffe einsetzt, die durch Umset zung der Komponenten a) und b) in Gegenwart von:

a) Sulfonsäuren, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen tra gen, und/oder deren Salzen und/oder von mit Monoolen ge starteten Polyalkylenglykolethern erhältlich sind.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polyurethan-Schaumstoffe eine FSC (Free swell capacity) von mehr als 20 g/g, vorzugsweise von mehr als 60 g/g aufweisen.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Polyurethan-Schaumstoffe in Form von flä chigen Strukturen mit einer Dicke von 1 bis 10 mm eingesetzt werden.

12. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Speicherschicht aus einer Mischung aus na türlichen und/oder synthetischen Fasern und teilchenförmigen Hydrogelen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 50 bis 1000 µm, vorzugsweise 100 bis 850 µm, besteht, wobei der Anteil an Hydrogelteilchen mindestens 10 Gew.-%, vorzugs weise mindestens 60 Gew.-%, beträgt.

13. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich bei den Hygieneartikeln um Babywindeln, Inkontinenzprodukte, Damenhygieneartikel, Wundauflagen oder Wundverbände handelt.