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Die
Erfindung betrifft einen absorbierenden Hygieneartikel. Die Erfindung
betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Hygieneartikel.
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Absorbierende
Hygieneartikel wie Slipeinlagen oder Inkontinenzprodukte sind auf
dem Markt bekannt. Herstellung und Aufbau solcher Hygieneartikel sind
ebenfalls in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Es hat sich
als zweckmäßig erwiesen, dass die Außenseite
solcher Hygieneartikel mit einem Haftklebstoff beschichtet ist,
um einen sicheren Sitz solcher Produkte sicherzustellen.
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An
die entsprechenden Haftklebstoffe wird die Anforderung gestellt,
dass die Haftung auf der Außenseite des Artikels möglichst
stabil sein soll, auf der anderen Seite die Haftung auf dem Kleidungsstück
insoweit fest sein soll, das ein Verrutschen des Artikels möglichst
vermieden wird. Es soll aber sichergestellt sein, dass bei einem
Entfernen des Hygieneprodukts im wesentlichen kein Klebstoff an
der Oberfläche des Kleidungsstücks anhaftet.
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In
der
WO 2006/071161 werden
absorbierende Artikel beschrieben, die aus mehreren Schichten bestehen.
Auf der Außenseite ist eine Schicht eines UV-härtenden
Klebstoffs aufgebracht, wobei der Klebstoff durch UV-Bestrahlung
mit unterschiedlichen Strahlungsdosen gehärtet wird. Die
dort beschriebenen Pressure Sensitive Adhesives (PSA) werden als
Heißschmelzklebstoff auf den Hygieneartikel aufgebracht.
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Weiterhin
ist die
EP 0784459 bekannt.
Diese beschreibt mehrlagige absorbierende Hygieneartikel, wobei
auf der äußeren Seite eine Schicht eines Haftklebstoffs aufgebracht
wird. Als Klebstoffe werden elastomere Heißschmelzklebstoffe
auf Basis von SBS- oder SIS-Copolymeren beschrieben.
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Solche
nicht reaktiven Heißklebstoffe werden in geschmolzenen
Zustand aufgebracht, sie bilden danach beim Abkühlen eine
klebrige, haftende Schicht. Das Applizieren solcher Heißschmelzklebstoffe
geschieht üblicherweise bei Temperaturen oberhalb von 130°C.
Bei diesen Temperaturen ist die Viskosität der Klebstoffe
so gering, dass sie durch bekannte Applikationsverfahren in dünnen
Schichten auf das Substrat aufgebracht werden können.
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Ein
wesentlicher Nachteil dieser heiß aufgebrachten Klebstoffe
liegt darin, dass das Verfahren zum Aufschmelzen, Zuführen
zu den Applikatoren und die Applikation energieintensiv sind. Weiterhin müssen
entsprechende Maßnahmen zur Stabilität der Verarbeitungsgeräte
gegenüber Hitze durchgeführt werden. Ein weiterer
Nachteil in der Anwendung liegt darin, dass die entsprechenden Hygieneprodukte
möglichst flexibel sein sollen. Dazu werden meist auch
möglichst dünne Kunststofffolien als äußere
Beschichtungslage eingesetzt. Solche Folien sind jedoch thermisch
empfindlich, beispielsweise liegt die Erweichungstemperatur von
Polyethylen als LDPE unter 120°C. Dadurch sind der Anwendung
von Schmelzklebstoffen also Grenzen gesetzt bzw. es müssen
thermisch stabile Folien eingesetzt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es deswegen, fluidabsorbierende Hygieneartikel
zur Verfügung zu stellen, wobei die Außenseite
des Hygieneartikels aus einer dünnen Schicht besteht, die mit
einem UV-vernetzenden Haftklebstoff beschichtet ist, wobei der Haftklebstoff
bei niedriger Temperatur aufgetragen werden kann.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist deswegen ein mehrlagiger fluidabsorbierender
Hygieneartikel zur Verwendung in einem Kleidungsstück, wobei
der Artikel eine Außenschicht aufweist, auf dieser Außenschicht
eine Schicht eines UV-vernetzenden Haftklebstoffs aufgetragen ist,
wobei der Haftklebstoff aus einem flüssigen Haftklebstoffvorläufer durch
Vernetzung mit UV-Strahlung herge stellt wird und der Haftklebstoffvorläufer
bei einer Temperatur von maximal 80°C eine Viskosität
von unterhalb von 5000 mPas aufweist.
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Gegenstand
der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen
fluidabsorbierenden Hygieneartikels, wobei der Hygieneartikel in
an sich bekannter Weise hergestellt wird, wobei auf der Außenseite
eine Folie angebracht wird, und auf diese Folie bei Temperaturen
unterhalb von 80°C ein flüssiger Haftklebstoffvorläufer
aufgebracht wird, wobei diese Schicht durch UV-Strahlung zu einem
Haftklebstoff vernetzt wird.
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Fluidabsorbierende
sanitäre Produkte bestehen im Allgemeinen aus verschiedenen
Schichten, die jeweils spezielle Eigenschaften für dieses
Produkt bereitstellen. Auf der Innenseite, der dem Körper zugewandten
Seite, befindet sich üblicherweise eine Deckschicht. Diese
ist wasserdurchlässig. Unter dieser Deckschicht befindet
sich ein absorbierender Kern. Dieser kann mit an sich bekannten
Klebstoffen mit der Deckschicht verbunden sein. Als weitere notwendige
Schicht ist eine Außenschicht (back sheet) vorgesehen.
Diese dient als Trägermaterial für den absorbierenden
Hygieneartikel. Sie wird mit den übrigen Bestandteilen
durch Klebstoff und gegebenenfalls Prägung verbunden. Gegebenenfalls
ist es möglich, zusätzliche weitere innere Schichten
einzusetzen, um besondere Gebrauchseigenschaften zu erzielen. Materialien
und Klebstoffe für die Verklebung der verschiedenen Schichten
miteinander sind dem Fachmann bekannt.
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An
die Außenschicht besteht die Anforderung, dass sie feuchtigkeitsundurchlässig
sein soll. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn sie atmungsaktiv ist,
d. h. Gase oder auch Wasserdampf durchlassen kann. Die Außenschicht
kann auf Basis von Fasern hergestellt sein oder es handelt sich
um Folien. Dabei kann die Schicht zugfest sein, oder sie weist eine
Elastizität auf. Es ist jedoch notwendig, dass diese Schicht flexibel
ausgestaltet ist und außerdem reißfest.
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Bekannt
sind beispielsweise Schichten aus Fasern, beispielsweise Polyolefinfasern,
wie PP- oder PE-Fasern, 2-Komponenten Fasern oder Polyesterfasern,
wie Polyethylenterephthalatfasern. Die Fasermaterialien müssen
so miteinander verbunden sein, dass eine hydrophobe, dichte Schicht
entsteht. Es kann sich um Vliesgewebe handeln (non-woven), oder
auch ein festes Gewebe sein, dieses muss aber eine hohe Flexibilität
aufweisen.
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Ein
weiteres Material zur Herstellung der Außenschicht sind
Folien. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um elastische Folien,
beispielsweise auf thermoplastischen Elastomeren basierend. Beispiele für
solche Polymere sind Styrol-Block-Copolymere, wie SBS, SIS, SEBS,
SIBS, elastomere Polyurethane, Polyester, Polyether, Polyesteramide,
EVA, gummielastische Materialien, wie EBR- oder SBR-Kautschuk oder
insbesondere Polyolefine, wie Polypropylen, Polyethylen und Copolymere.
Sie weisen häufig einen Erweichungspunkt von bis zu 130°C
auf. Als besonders geeignet haben sich Polyolefinfolien gezeigt,
beispielsweise aus LDPE oder LLDPE, die einen niedrigen Erweichungspunkt
besitzen. Insbesondere soll dieser Erweichungspunkt unter 120°C
liegen (gemessen nach Ring/Ball-Methode, DIN 52011).
Die Folien oder das Gewebe sollen hydrophob sein. Es können
aber beispielsweise Poren enthalten sein. Weiterhin können
verschiedene Teilbereiche mit hydrophilen Eigenschaften enthalten
sein.
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In
einer weiteren Ausführungsform kann das Folienmaterial
auch aus Polyolefinen gemischt mit anderen Polymeren, z. B. EVA,
bestehen. Dieses Folienmaterial ist ebenso sehr flexibel, es kann
einen Erweichungspunkt unter 100°C aufweisen.
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Die
Dicke der Außenschicht beträgt 5 bis 500 μm,
insbesondere bis zu 100 μm. Besonders bevorzugt kann die
Schichtdicke von 10 bis 30 μm betragen. Die Außenschicht
kann glatt sein, sie kann geprägt sein oder weist aus ihrer
Herstellung Strukturen auf.
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Eine
Eigenschaft der Außenschicht liegt darin, dass sie hydrophob
ist. Damit sollen Flüssigkeiten auf der Innenseite im absorbierenden
Kern zurückgehalten werden. Die vorteilhafterweise vorhandene
Atmungsaktivität der Außenschicht kann durch Polarität
der Materialien, durch Struktur des Schichtmaterials oder durch
Poren in der Schicht erzielt werden. Solche Materialien, insbesondere
auch Folien sind kommerziell erhältlich.
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Auf
die Außenschicht wird ein erfindungsgemäß geeigneter
flüssiger Haftklebstoffvorläufer aufgetragen.
Dieser soll bei niedrigen Temperaturen applizierbar sein, d. h.
die Viskosität soll bei Temperaturen bis 80°C
unterhalb von 5000 mPas liegen. Ist die Viskosität zu hoch,
ist die Auswahl der Applikationsmethode eingeschränkt.
Die Viskosität soll bevorzugt so gewählt werden,
dass die Applikation bei einer Temperatur unterhalb von 80°C,
insbesondere unterhalb von 50°C erfolgen kann. Bei diesen
niedrigen Temperaturen ist eine Schädigung der dünn
ausgestalteten Außenschicht nicht gegeben.
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Der
erfindungsgemäß geeignete Haftklebstoffvorläufer
soll durch strahlenvernetzbare Gruppen vernetzbar sein. Durch die
Vernetzung wird eine nicht fließfähige, dauerhaftklebrige
Schicht erzeugt, die eine gute Haftung zu dem Substrat der Außenschicht
aufweist.
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Ein
Bestandteil eines erfindungsgemäß geeigneten Klebstoffvorläufers
sind mono-, di- oder höherfunktionelle Acrylat- oder Methacrylatester.
Solche Acrylat- oder Methacrylatester umfassen beispielsweise Ester
der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aromatischen,
aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyolen oder von Polyetheralkoholen.
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Als
monofunktioneller Acrylatester können beispielsweise Ester
der (Meth)acrylsäure mit einwertigen Alkoholen eingesetzt
werden. Beispielsweise handelt es sich dabei um aliphatische und/oder aromatische
Alkohole mit einer OH-Gruppe. Die Anzahl der C-Atome kann bevorzugt
zwischen 1 bis 30 C-Atome betragen. Beispiele für solche
Alkohole sind Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Hexanol, Octanol,
Decanol oder ihre Isomere, höhere Homologe der Alkanole,
Alkylphenole, wie Nonylphenole, monofunktionelle niedermolekulare
Polyether, wie einseitig veretherte Polyethylen, Polypropylen, Polybutylenether
mit bis zu 10 repetetiven Einheiten. Solche Alkohole können
nach den Fachmann bekannten Verfahren mit (Meth)acrylsäure
zu den entsprechenden Estern umgesetzt werden. Eine analoge Reaktionsweise
ist auch mit den nachstehend beschriebenen Polyolen möglich.
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Beispiele
für geeignete Verbindungen sind Acrylsäure- oder
Methacrylsäureester der aromatischen, cycloaliphatischen,
aliphatischen, linearen oder verzweigten C 1-30 Monoalkohole oder
von entsprechenden Etheralkoholen. Beispiele für solche Verbindungen
sind 2-Ethylhexylacrylat, Octyl-/Decylacrylat, Isobornylacrylat,
3-Methoxybutylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, Benzylacrylat oder
2-Methoxypropylacrylat.
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Als
Polyole zur Herstellung von multifunktionellen (Meth)acrylatestern
können eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise
sind dies aliphatische Polyole mit 2-4 OH-Gruppen pro Molekül und
2 bis etwa 30 C-Atomen. Geeignete aliphatische Polyole sind beispielsweise
Ethylenglykol, Propandiol-1,2 oder -1,3, Butandiol-1,4, Butandiol-1,3,
Butandiol-2,3, Butendiol-1,4, Pentandiol-1,5, Pentendiole, Hexandiol-1,6,
Octandiol-1,8, Dodecandiol und höhere Homologe, Isomere
und Gemische solcher Verbindungen.
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Ebenfalls
geeignet sind höherfunktionelle Alkohole wie beispielsweise
Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole,
wie Sorbit oder Glucose, sowie oligomere Ether oder Umsetzungsprodukte
mit Ethylen- oder Propylenoxid.
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Weiterhin
können als Polyolkomponente zur Herstellung der Acrylat-
oder Methacrylatester die Umsetzungsprodukte niedermolekularer,
polyfunktioneller Alkohole mit Alkylenoxiden, sogenannte Polyetherpolyole,
eingesetzt werden. Die Alkylenoxide weisen vorzugsweise zwei bis
etwa vier C-Atome auf. Geeignet sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte
von Ethylenglykol, Propylenglykol, den isomeren Butandiolen oder
Hexandiolen, Glycerin, Trimethylolethan oder Trimethylolpropan,
Pentaerythrit mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder
Gemischen davon.
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Beispiele
für solche (Meth)acrylatester sind Neopentylglykoldi(meth)acrylat,
1,8-Octandioldi(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat,
Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrit-tetra(meth)acrylat,
sowie (Meth)acrylatester des Sorbits und anderer Zuckeralkohole,
Ethylenoxid-modifizierte Neopentylglykoldi(meth)acrylate, Propylenoxid-modifizierte
Neopen tylglykoldi(meth)acrylate, Ethylenoxid-modifizierte oder Propylenoxid-modifizierte
1,6-Hexandioldi(meth)acrylate, Polyethylenglykoldi(meth)acrylate, Polypropylenglykoldi(meth)acrylate
Pentaerythritoltri(meth)acrylat, Dipentaerythritoltetra(meth)acrylat
oder Gemische davon.
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Besonders
geeignet sind Umsetzungsprodukte auf Basis von Polyetherdi- oder
triolen oder Polyalkylendiolen mit (Meth)acrylestern mit einem Molekulargewicht
(Mn) von 200 bis 3000 g/mol, vorzugsweise von 300 bis 2000 g/mol,
insbesondere bis etwa 1000 g/mol.
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Ein
weiterer Bestandteil der erfindungsgemäß geeigneten
Klebstoffvorläufer sind Urethan(meth)acrylate. Es handelt
sich dabei um Umsetzungsprodukte von Alkoholen, insbesondere Monoalkoholen,
Diolen und/oder Triolen mit Di- oder Tri-Isocyanatverbindungen.
Dabei werden die Mengenverhältnisse so gewählt,
dass endständig NCO-funktionalisierte Prepolymere erhalten
werden. Insbesondere sollen die Prepolymere linear sein, d. h. überwiegend
aus Monoalkoholen oder Diolen und Diisocyanaten hergestellt werden.
Eine zusätzliche Verwendung von geringen Anteilen an trifunktionellen
Polyolen oder Isocyanaten ist möglich. Solche PU-Prepolymere
können dann mit OH-reaktiven (Meth)acrylverbindungen zu
den PU-(meth)acrylaten umgesetzt werden.
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Es
können die für Klebstoffanwendung bekannten monomeren
Di- oder Triisocyanate eingesetzt werden. Beispiele für
geeignete monomere Polyisocyanate sind 1,5-Naphthylendiisocyanat,
2,2'-, 2,4- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), hydriertes
MDI (H12MDI), Allophanate des MDI, Xylylendiisocyanat
(XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), 4,4'-Diphenyldimethylmethandiisocyanat, 4,4'-Dibenzyldiisocyanat,
1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Phenylendiisocyanat, die Isomeren des
Toluylendiisocyanats (TDI), 1-Methyl-2,4-diisocyanato-cyclohexan,
1,6-Diisocyanato-2,2,4-trimethylhexan, 1,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan,
1-Isocyanatomethyl-3-isocyanato-1,5,5-trimethylcyclohexan (IPDI),
Tetramethoxybutan-1,4-diisocyanat, Hexan-1,6-diisocyanat (HDI),
Dicyclohexylmethandiisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, Ethylendiisocyanat,
Trimethylhexamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatobutan, 1,12-Diisocyanatododecan,
Dimerfettsäurediisocyanat.
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Als
trifunktionelle Isocyanate geeignet sind Polyisocyanate, die durch
Trimerisation oder Oligomerisation von Diisocyanaten oder durch
Reaktion von Diisocyanaten mit polyfunktionellen hydroxyl- oder
aminogruppenhaltigen Verbindungen entstehen.
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Zur
Verwendung als Polyol geeignet sind beispielsweise niedermolekulare
Polymere ausgewählt aus Polyester-, Polyether-, Polycarbonat-,
Polyacetal-polyolen, die terminale OH-Gruppen aufweisen, oder aliphatische
oder aromatische 1- bis 3-wertige Alkohohole, mit einem Molekulargewicht
(Mn) von etwa 200 bis 5000 g/mol (zahlenmittleres Molekulargewicht,
MN, wie durch GPC bestimmbar).
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Geeignete
Polyester können durch Polykondensation von Säure-
und Alkoholkomponenten gewonnen werden. Als Polycarbonsäure
sind solche mit einem aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen
oder heterocyclischen Grundkörper geeignet. Als Diole zur
Umsetzung mit den Polycarbonsäuren können eine
Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise sind aliphatische
Polyole mit 2 OH-Gruppen pro Molekül und 2 bis 20 C-Atomen
geeignet. Weiterhin können Polyetherpolyole eingesetzt
werden, vorzugsweise erhalten durch Umsetzung von niedermolekularen
Polyolen mit Alkylenoxiden mit zwei bis vier C-Atome. Ebenfalls
als Polyol geeignet sind Polyacetale, die endständig OH-Gruppen
aufweisen. Weitere Polyole können auf Basis von Polycarbonaten
oder Polycaprolactonen ausgewählt werden. Weitere geeignete
Polyole können auf Basis von Polyacrylaten hergestellt
sein. Es handelt sich dabei um durch Polymerisation von Poly(meth)acrylestern
hergestellte Polymere. Die oligomeren Polyole sollen 1 bis 3 OH-Gruppen
enthalten, insbesondere 2 terminale OH-Gruppen.
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Die
zur Herstellung der PU-Prepolymere geeigneten Polyole sollen ein
Molekulargewicht bis 5000 g/mol aufweisen. Insbesondere soll das
Molekulargewicht kleiner 3000 g/mol sein. Im Falle von Polyetherpolyolen
soll das Molekulargewicht zwischen 200 bis 2000 g/mol liegen, insbesondere
zwischen 400 und 1000 g/mol. Im Falle von Polyesterpolyolen soll
das Molekulargewicht bevorzugt kleiner 1500 g/mol betragen. Insbesondere
geeignet sind lineare Polyetherpolyole.
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Geeignete
monofunktionelle Verbindungen sind beispielsweise aliphatische Alkohole
mit 1 bis 30 C-Atomen, wie beispielsweise Ethanol, Propanol, Butanol,
Hexanol, Octanol und höhere Homologe, sowie die entsprechenden
Thioverbindungen. Es können auch aromatische Alkohole eingesetzt
werden, beispielsweise Alkylphenole, wie Nonylphenol, oder monohydroxy-
oder monoaminofunktionelle oligomere Ether. Insbesondere soll die
funktionelle Gruppe eine OH-Gruppe sein.
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Auch
höherfunktionelle aliphatische Polyole sind geeignet, insbesondere
Diole. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise Polyole mit 2
bis 40 C-Atomen, beispielsweise Ethylenglycol, Propandiol, Butandiol
und höhere Homologe.
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Die
Umsetzung der Polyole mit den Polyisocyanaten kann in bekannter
Weise beispielsweise in Gegenwart von Lösemitteln erfolgen,
bevorzugt wird jedoch in lösemittelfreier Form gearbeitet.
Zur Beschleunigung der Reaktion wird üblicherweise die Temperatur
erhöht, beispielsweise zwischen 40 bis 80°C. Gegebenenfalls
können zur Beschleunigung der Reaktion in der Polyurethanchemie übliche
Katalysatoren zum Reaktionsgemisch zugesetzt werden, wie beispielsweise
Dibutylzinndi-laurat, Dimethylzinndineodecanoat oder Diazabicyclooctan
(DABCO).
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In
einer weiteren Reaktion werden die NCO-Gruppen anschließend
mit Verbindungen umgesetzt, die eine funktionelle Gruppe tragen,
die mit Isocyanaten reagieren kann und als weitere funktionelle
Gruppe eine durch radikalische Polymerisation vernetzbare Doppelbindung
aufweist. Diese habe üblicherweise ein Molekulargewicht
von weniger als 1000 g/mol.
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Beispiele
für solche Verbindungen sind Ester von α-β-ungesättigten
Carbonsäuren mit niedermolekularen insbesondere aliphatischen
Alkoholen, die im Alkylrest noch eine weitere OH-Gruppe tragen.
Entsprechende OH-Gruppen tragende Ester sind beispielsweise 2-Hydroxyethyl(meth)acrylamid,
2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2- Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3-Hydroxypropyl(meth)acrylamid,
N-Hydroxyethyl(meth)acrylamid, Umsetzungsprodukte von Glycidylethern
oder -estern mit Acryl- oder Methacrylsäure, Addukte von
Ethylenoxid oder Propylenoxid an (Meth)acrylsäure, Umsetzungsprodukte
von Hydroxylacrylaten mit ε-Caprolacton oder partielle
Umesterungsprodukte von Poylalkoholen, wie Pentaerythrit, Glycerin
oder Trimethylolpropan, mit (Meth)acrylsäure.
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Zu
den im Rahmen der vorliegenden Erfindung in dem Haftklebstoffvorläufer
zusätzlich einsetzbaren Hilfs- und Zusatzstoffen zählen
beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien, Haftvermittler,
Harze, nicht reaktive Polymere, Farbstoffe, Füllstoffe
oder Pigmente.
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In
einer Ausführungsform enthält der geeignete Haftklebstoff
mindestens ein klebrigmachendes Harz. Das Harz bewirkt eine zusätzliche
Klebrigkeit. Es können grundsätzlich alle Harze
eingesetzt werden, die mit dem Haftklebstoff und dem Klebstoffvorläufer
verträglich sind, d. h. ein weitgehend homogenes Gemisch
bilden.
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Es
handelt sich dabei insbesondere um Harze, die einen Erweichungspunkt
von 70 bis 140°C (Ring-Ball-Methode, DIN 52011)
besitzen. Es sind dieses beispielsweise aromatische, aliphatische
oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoff-Harze, sowie modifizierte
oder hydrierte Versionen davon. Beispiele dafür sind aliphatische
oder alicyclische Petroleum-Kohlenwasserstoffharze und deren hydrierte
Derivate. Weitere, im Rahmen der Erfindung einsetzbare Harze sind
z. B. Hydroabietylalkohol und seine Ester, insbesondere Ester mit
aromatischen Carbonsäuren wie Terephthalsäure
und Phthalsäure; modifizierte Naturharze wie Harzsäuren
aus Balsamharz, Tallharz oder Wurzelharz, z. B. teil- oder vollverseiftes
Balsamharz; Alkylester von gegebenenfalls teilhydriertem Kolophonium
mit niedrigen Erweichungspunkten wie z. B. Methyl-, Diethylenglykol-,
Glycerin- und Pentaerythrit-Ester; Terpen-Harze, insbesondere Terpolymere
oder Copolymere des Terpens, wie Styrol-Terpene, α-Methyl-Styrol-Terpene,
Phenol-modifizierte Terpenharze sowie hydrierte Derivate davon; Acrylsäure-Copolymerisate,
vorzugsweise Styrol- Acrylsäure-Copolymere und Harze auf
Basis funktioneller Kohlenwasserstoffharze.
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In
einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den
Harzen um bei Raumtemperatur flüssige Typen. Bevorzugt
soll die Viskosität unter 200000 mPas liegen insbesondere
von 1000 bis zu 100000 mPas. Auch Mischungen von festen uns flüssigen
Harzen sind möglich.
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Die
Harze besitzen im Allgemeinen ein niedriges Molekulargewicht unter
1500 g/mol, insbesondere unter 1000 g/mol. Sie können chemisch
inert sein, oder sie tragen noch funktionelle Gruppen, wie Doppelbindungen
oder OH-Gruppen. Das Harz kann in einer Menge von 0 bis 70 Gew.-%
eingesetzt werden, bevorzugt von 10 bis 40 Gew.-% bezogen auf den
Klebstoffvorläufer.
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Als
weiterer notwendiger Bestandteil des Haftklebstoffs bzw. eines Vorläufers
wird ein Photoinitiator eingesetzt, der bei Bestrahlung mit Licht
einer Wellenlänge von etwa 215 nm bis etwa 480 nm dazu in
der Lage ist, eine radikalische Polymerisation olefinisch ungesättigter
Doppelbindungen zu initiieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
sind grundsätzlich alle handelsüblichen Photoinitiatoren
geeignet, die mit dem erfindungsgemäß geeigneten
Haftklebstoffvorläufer verträglich sind.
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Beispielsweise
sind dies alle Norrish-Type I fragmentierenden und Norrish-Typ II
Substanzen. Solche Initiatoren sind dem Fachmann bekannt und können
beispielsweise unter den Handelsnamen Irgacure®,
Darocure®, Speedcure® erworben
werden. Weiterhin geeignet sind Benzophenon, Thioxanthon, 2,4,6-Trimethylbenzoldiphenylphosphinoxid
und entsprechende Derivate. Die Menge der Initiatoren beträgt
von 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere bis 3 Gew.-%
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Gegebenenfalls
können als nicht reaktive Polymere geringe Anteile an thermoplastischen
Polyethern, Polyestern, Polyolefinen, Polyacrylaten oder Polyamiden
zugesetzt werden. Diese sollen keine strahlenreaktive Gruppen aufweisen,
es können aber andere funktionelle Gruppen enthalten sein,
wie OH-, NH- oder Epoxygruppen. Diese Polymere beeinflussen die
Kohäsion des vernetzten Klebstoffs.
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In
einer besonderen Ausführungsform ist der Klebstoff gefärbt.
Das kann durch Pigmente oder Farbstoffe erzielt werden. Diese werden
so ausgewählt, dass sie die Strahlenvernetzung nicht behindern.
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Die
erfindungsgemäß geeigneten Klebstoffvorläufer
enthalten 15 bis 60 Gew.-% mindestens einer Urethan-Acrylatverbindung,
5 bis 45 Gew.-% mindestens eines (Meth)acrylatesters sowie 5 bis
40 Gew.-% eines Kohlenwasserstoffsharzes sowie 0,1 bis 15 Gew.-%
von Additiven, beispielsweise eines Fotoinitiators, wobei die Summe
100% ergeben soll. Insbesondere ist die Zusammensetzung lösemittelfrei.
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Die
erfindungsgemäß einsetzbaren Haftklebstoffvorläufer
weisen in der Regel bei 80°C eine Viskosität von
weniger als 5000 mPas (Brookfield RVT, bei angegebener Temperatur,
50 Upm, EN ISO 2555) auf. In bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung wird die Viskosität des Klebstoffs so gewählt, dass
er bei typischen Verarbeitungstemperaturen eine Viskosität
von 200 mPas bis etwa 3000 mPas aufweist, insbesondere unter 1500
mPas. Geeignete Verarbeitungstemperaturen sind beispielsweise 20 bis
etwa 80°C, insbesondere unter 50°C.
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Die
erfindungsgemäß geeigneten flüssigen oder
pastösen Klebstoffvorläufer sollen auf die äußere
Seite der Außenschicht aufgebracht werden. Das ist mit
dem Fachmann im Prinzip bekannten Verfahren möglich. Dabei
kann der Klebstoff beispielsweise mit einer Düse oder mit
einer Spritzvorrichtung auf die Oberfläche aufgebracht
werden. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist
es jedoch, den Haftklebstoffvorläufer im Druckverfahren
auf die Oberfläche der Außenschicht aufzutragen.
Das kann vollflächig geschehen, es ist möglich
Muster aufzutragen oder es werden vorgesehene Bereiche der Oberfläche
nicht mit dem Klebstoffvorläufer beschichtet. Durch die
niedrige Applikationstemperatur des Haftklebstoffvorläufers
kann sichergestellt werden, dass die zu beschichtende Außenschicht,
d. h. beispielsweise die Folie, nicht thermisch beansprucht wird
und keine besonderen Maßnahmen getroffen werden müssen,
um eine thermische Schädigung der Außenschicht
zu vermeiden.
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Es
kann vorteilhaft sein, eine Applikationstemperatur von mehr als
25°C zu wählen. Dabei ist das Anfließen
an die Substratoberfläche und damit die Haftung verbessert,
durch die niedrige Viskosität kann auch eine dünne
Schichtdicke erzielt werden.
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Unmittelbar
nach dem Auftragen des Klebstoffvorläufers wird dieser
durch aktinische Strahlung vernetzt. Dabei kann es sich um Elektronenstrahlung handeln,
bevorzugt ist jedoch UV-Strahlung, insbesondere UV-C-Strahlung.
Dabei kann die Wellenlänge von 210 bis 450 nm betragen.
Die Strahlungsintensität kann dem Klebstoff und dem eingesetzten
Initiator angepasst werden. Die Bestrahlung kann kontinuierlich
erfolgen oder es wird eine Blitzlichtbestrahlung vorgenommen. Dabei
kann die Bestrahlungszeit von 0,01 sek. bis zu 10 sek. betragen.
Geräte und Verfahrensparameter zum Vernetzen von UV-aktiven Klebstoffen
sind dem Fachmann bekannt und können passend ausgewählt
werden.
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Durch
den Auftrag mit Druckwerken ist es weiterhin möglich, dass
der erfindungsgemäße Klebstoff in vorgegebenen
Formen, wie Schriftzügen, Logos, Muster, Figuren oder ähnlichem
aufgebracht wird. Gegebenenfalls ist es möglich, eine farbig
bedruckte Oberfläche zu erzeugen. Dabei kann die beschichtete
Fläche auch nur auf Teilbereiche aufgetragen werden, meist
sind mehr als 50% der Fläche bedeckt.
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Nach
dem Vernetzen des flüssigen Klebstoffvorläufers
wird eine kontinuierliche oder geformte Schicht des Haftklebstoffs
(PSA) auf der Außenschicht erhalten. Durch die niedrige
Viskosität des Klebstoffs ist ein gutes Anfließen
an die Substratoberfläche sichergestellt. Durch die Bestrahlung
und radikalische Vernetzung wird weiterhin die Haftung der PSA-Schicht
auf den Untergrund erhöht.
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Auf
die Klebstoffschicht kann noch zusätzlich eine Schutzschicht
aufgebracht werden. Diese besteht aus antiadhäsiv beschichtetem
Material, das auf dem Klebstoff haftet, durch Abziehen von der Klebstoffoberfläche
aber leicht entfernt werden kann. Es handelt sich dabei um die bekannten
beschichteten oder unbeschichteten Papiere oder Folien (release
liner). Dabei ist die Schutzschicht anti-adhäsiv beschichtet,
oder sie besteht aus schlecht haftendem Material. Diese sind dem
Fachmann bekannt, beispielsweise kann es sich um silikonbeschichtetes
Papier oder Folien handeln.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren wird der Herstellungsprozess
von mehrlagigen Hygieneartikeln beschleunigt. Durch das Auftragen
eines bei niedriger Temperatur flüssigen und druckfähigen Klebstoffvorläufers
wird eine schnelle Beschichtung erreicht. Durch die Strahlenvernetzung
wird unmittelbar nach dem Auftragen eine mit der Außenschicht fest
verbundende Haftklebstoffschicht erzeugt. Durch die Verfahrensparameter
kann sichergestellt werden, dass eine thermische Schädigung
des Materials der Außenschicht nicht erfolgt.
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Bei
der Verwendung von gefärbten Klebstoffen ist es möglich,
die Außenseite der Hygieneartikel farbig zu gestalten oder
optisch attraktive Muster aufzubringen.
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Der
erfindungsgemäße mehrlagige fluidaborbierende
Hygieneartikel kann entsprechend den bekannten Ausführungsformen
auf der Innenseite gestaltet sein. Auf der Außenschicht
wird auf der Außenseite eine Haftklebstoffschicht aufgebracht,
wobei diese gleichmäßig oder als Muster geformt
sein kann. Die Adhäsion dieser Haftklebschicht zu dem Fasergewebe
oder der Folie der Außenseite ist gut. Die Außenseite
liegt im Gebrauch einem Kleidungsstück aus Gewebe gegenüber.
Der Hygieneartikel ist dann unter leichtem Druck in seiner Lage
fixiert. Die Haftung der PSA-Schicht zu dem Kleidungsstück
ist aber wesentlich geringer als zur Außenschicht, so kann
sichergestellt werden, dass durch das Aufbringen des erfindungsgemäß geeigneten
UV-vernetzenden Klebstoffs ein rückstandsfreies Abziehen
von der Kleidungsoberfläche möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/071161 [0004]
- - EP 0784459 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN 52011 [0014]
- - DIN 52011 [0041]
- - EN ISO 2555 [0049]