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Die
vorliegende Erfindung betrifft Distanzfäden enthaltende
bioabbaubare Textilprodukte, die sich insbesondere als Matratzen
oder als Polsterformkörper einsetzen lassen.
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Textilprodukte
aus beabstandeten textilen Flächen sind an sich bekannt.
Diese werden auch als Abstandsgewirke bezeichnet. Sie bestehen im
Wesentlichen aus zwei textilen Flächen, die über
Distanzfäden, die den Abstand dieser beiden Flächen
im unbelasteten Zustand konstant halten, miteinander verbunden sind.
Als Distanzfäden können beliebige Fäden
eingesetzt werden, beispielsweise Monofilamente oder Multifilamente.
Die Steifheit von Abstandsgewirken kann z. B. durch die Art und
Anzahl der Distanzfäden variiert werden. Verwendet man Mono-
statt Multilamente als Fäden, so wird wegen deren Steifheit
das Abstandsgewirke stabiler. Das Gleiche gilt, wenn die Zahl der
Fäden pro Flächeneinheit, die den Abstand definieren,
erhöht wird. Zum Komprimieren des Abstandes der beiden
das Gewirke begrenzenden Flächen sind dann höhere
Kräfte aufzuwenden, bzw. das Abstandsgewirke hält
höheren Kräften stand.
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Eine
der bevorzugten Anwendungen derartiger Textilprodukte ist die Verwendung
als Komponente in Verbundkonstruktionen von Matratzen oder Polstermöbeln.
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Derartige,
für die Anwendung in Matratzen besonders geeignete Textilprodukte
werden in den
US-A-6,687,935 ,
US-A-6,668,408 ,
US-A-6,499,157 ,
US-A-6,460,209 ,
US-A-6,447,874 und
US-A-6,115,861 beschrieben.
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Auch
lassen sich durch mehrere Lagen komplette Matratzen und Polster
herstellen, wie dies z. B. in der
DE 10 2005 050 405 A1 erwähnt
wird.
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Neben
der leichten Komprimierbarkeit und dem Wiederauftrichtevermögen
ist einer der entscheidenden Vorteile dieser Textilprodukte die
gute Hinterlüftung der Liege- bzw. Sitzfläche,
mit der z. B. der durch Schweiß gebildete Dampf abtransportiert werden
kann und somit der Sitz- bzw. Liegekomfort erhöht wird.
Auch bei Kranken ist die Gefahr des Wundliegens damit erheblich
herabgesetzt.
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Matratzen
und Polstermöbel sind ein bevorzugter Lebensraum für
Kleinlebewesen, wie Hausstaubmilben. Aus hygienischen Gründen
müssen Matratzen oder Polstermöbel deshalb häufiger
gereinigt und je nach Belastung nach etwa fünf bis zehn Jahren
ausgetauscht werden. Wegen ihres Volumens und der häufig
verwendeten Gemischtbauweise ist die Entsorgung von Matratzen und
Polstern problematisch. In der Regel müssen diese in einer Deponie
oder in einer Müllverbrennungsanlage entsorgt werden. Recycling
ist nur bei weitgehend sortenreinen Produkten möglich,
z. B. bei Schaumstoffmatratzen oder solchen, die zu 100% aus sortenreinen
Abstandsgewirken aufgebaut sind. Da eine entsprechende Kennzeichnung
und derzeit auch noch die gesetzlichen Grundlagen fehlen, werden
diese Produkte heute in der Regel als Siedlungsabfall oder als Sperrmüll
entsorgt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Textilprodukten,
die sich zur Herstellung von Matratzen oder Polsterkörper
eignen, und die nach dem Gebrauch umweltfreundlich entsorgt werden
können.
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Es
wurde nun überraschend gefunden, dass Textilprodukte enthaltend
Fäden aus ausgewählten Polymeren sich für
diese Zwecke ausgezeichnet eignen.
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Die
Erfindung betrifft ein Textilprodukt aus mindestens zwei beabstandeten
textilen Flächen, die durch Distanzfäden miteinander
verbunden sind, wobei zumindest die Distanzfäden zu mindestens
90 Gew. %, bezogen auf deren Gesamtmasse, aus einem oder mehreren
aliphatischen Polyestern bestehen.
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Die
begrenzenden textilen Flächen des erfindungsgemäßen
Textilproduktes sind aus Fäden aufgebaut. Dabei handelt
es sich vorzugsweise um Monofilamente. Für den Aufbau können
aber auch andere Fäden eingesetzt werden. Beim Aufbau aus
Monofilamenten werden vorzugsweise zusätzlich Garne, wie
Fasergarne oder Filamentgarne, eingebaut, um den textilen Charakter
der Flächen zu verstärken. Die oberen und unteren
textilen Flächen können aber auch ausschließlich
aus Monofilamenten oder aus Garnen aufgebaut sein. Die Distanzfäden
können ebenfalls aus Garnen sowie aus Zwirnen aufgebaut sein.
Zur Erzeugung von Textilprodukten mit besonders hoher Steifigkeit
setzt man bevorzugt Monofilamente als Distanzfäden ein.
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Die
Dichte der oberen und der unteren textile Fläche sowie
die Dichte der Distanzfäden können über
die Herstellungsweise des Textilproduktes beeinflusst werden.
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Die
erfindungsgemäßen Textilprodukte weisen üblicherweise
Abstände zwischen oberer und unterer textiler Fläche
zwischen 5 und 100 mm auf. Größere und kleinere
Abstände sind auch möglich.
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Die
Distanzfäden weisen typischerweise Titer im Bereich von
25 dtex bis 10000 dtex auf, vorzugsweise von 100 dtex bis 2500 dtex.
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Das
Gewicht der erfindungsgemäßen Textilprodukte kann
in weiten Bereichen schwanken und bewegt sich typischerweise im
Bereich von 10 g/m2 bis zu 1000 g/m2.
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Besonders
bevorzugt sind Textilprodukte bei denen die textilen Flächen
und die sie verbindenden Distanzfäden ausschließlich über
Maschen miteinander verbunden sind, z. B. in Abstandsgewirken, in
denen die Distanzfäden auch als Polfäden bezeichnet werden.
Dem Fachmann ist die Herstellungsweise solcher Textilprodukte bekannt.
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Fäden
im Sinne dieser Beschreibung können Filamentgarne, Fasergarne,
Zwirne oder bevorzugt Monofilamente (Drähte) sein.
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Fadenbildende
Materialien, welche die erfindungsgemäß eingesetzten
Textilprodukte aufbauen, unterliegen keinen Beschränkungen,
solange zumindest die Distanzfäden zumindestens hauptsächlich aus
einem biologisch abbaubaren Polymer, nämlich einem aliphatischen
Polyester bestehen.
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In
den erfindungsgemäßen Textilprodukten können
unterschiedlichste Materialien oder Materialmischungen eingesetzt
werden. Beispiele dafür sind Fäden aus synthetischen
und/oder aus natürlichen faserbildenden Materialien, wie
aus thermoplastischen Polymeren, aus Naturstoffen, wie Cellulose, modifizierter
Cellulose oder Proteinen, oder aus anorganischen Materialien, wie Kohlenstoff,
Metallen oder Glas. Neben Homofilamenten oder -fasern können
auch Multikomponentenfilamente oder -fasern eingesetzt werden.
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Die
Polymerkomponente der erfindungsgemäß eingesetzen
Distanzfäden ist ein aliphatischer Polyester oder eine
Mischung von aliphatischen Polyestern.
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Dabei
handelt es sich um Polymere abgeleitet von einem aliphatischen Monomeren
mit einer Carboxylgruppe oder einem polyesterbildendenden Derivat,
wie einer Carbonsäureestergruppe, und einer Hydroxylgruppe
oder einem polyesterbildenden Derivat, wie einer Ethergruppe, oder
um Polymere abgeleitet von einer Kombination eines aliphatischen Monomeren
mit zwei Carboxylgruppen oder polyesterbildenden Derviaten davon
mit einem aliphatischen Diol oder polyesterbildenden Derivaten davon.
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Der
Begriff ”aliphatischer Polyester” umfasst neben
ausschließlich aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen
Monomeren aufgebauten Polyestern auch solche Polyester, die neben
aliphatischen und/oder cylcoaliphatischen Struktureinheiten geringe
Anteile aromatischer Struktureinheiten, solange dadurch die Bioabbaubarkeit
dieser Polyesters nicht nachteilig beeinträchtigt wird.
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Polymere
abgeleitet von aliphatischen Monomeren mit einer Carboxylgruppe
und einer Hydroxylgruppe werden auch als Polyhydroxyalkanoate bezeichnet.
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Beispiele
für bevorzugte aliphatische Polyester dieses Typs sind
Polyhydroxybutyrat, Poly-(hydroxybutyrat-co-hydroxyvalerat), Poly-(hydroxybutyrat-co-polyhydroxy-hexanoat),
Polyglycolsäure, Poly-(epsilon-caprolacton) und besonders
bevorzugt Polymilchsäure.
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Beispiele
für bevorzugte aliphatische Polyester, die sich von einer
Kombination aliphatischer Dicarbonsäuren mit einem aliphatischen
Dialkohol ableiten, sind Poly-(butylensuccinat), Poly-(ethylensuccinat),
Poly-(butylenadipat), Poly(ethylenadipat), Poly-(tetramethylenadipat/terephthalat).
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Bei
den erfindungsgemäß eingesetzten aliphatischen
Polyestern kann es sich um unterschiedliche Typen handeln. Solche
Polymere sind thermoplastisch und sind dem Fachmann als bioabbaubare Polymere
bekannt.
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Besonders
bevorzugt eingesetzte aliphatische Polyester sind Homo- oder Copolymerisate
abgeleitet von Milchsäure und gegebenenfalls damit copolymerisierbaren
aliphatischen Comonomeren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Textilproduktes ist neben den Distanzfäden mindestens eine,
vorzugsweise zwei der textilen Flächen zu mindestens 90
Gew. %, bezogen auf die Gesamtmasse der textilen Flächen,
aus Fäden aus einem oder mehreren aliphatischen Polyestern
aufgebaut.
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Dabei
handelt es sich also um ein sortenreines oder nahezu sortenreines
Textilprodukt, das besonders gut biologisch abgebaut wird.
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Ganz
besonders bevorzugt wird das Textilprodukt sortenrein aus Fäden
auf Polymilchsäure-Basis hergestellt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Textilproduktes werden als Distanzfäden Monofilamente verwendet.
Mit diesen werden aufgrund der höheren Kompressionskräfte
der Liegekomfort und die Verwendungseigenschaften verbessert.
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Es
wurde gefunden, dass die Fäden aus aliphatischen Polyestern,
wie aus Polymilchsäure, im normalen Gebrauch anderen Polymerfäden,
z. B. aus anderen Polyestern oder aus Polyamid – um nur die
wichtigsten Gruppen zu nennen – in Nichts nachstehen.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten Distanzfäden
und/oder Fäden zum Aufbau der textilen Flächen
können neben dem Polymer oder Polymergemisch gegebenenfalls
noch weitere Zusätzstoffe enthalten.
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Beispiele
dafür sind Hydrolysestabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel,
Antioxidantien, UV-Stabilisatoren, Weichmacher, Gleitmittel, Pigmente,
Farbstoffe, elektrische Leitfähigkeit vermittelnde Zusätze, Viskositätsmodifizierer,
Kristallisationbeschleuniger oder Biozide.
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Diese
Zusätze sind dem Fachmann an sich bekannt. Die erfindungsgemäß eingesetzten
Distanzfäden und/oder Fäden zum Aufbau der textilen Flächen
bestehen hauptsächlich aus dem aliphatischen Polyester.
Der Anteil an Zusatzstoffen bewegt sich typischerweise im Bereich
von weniger als 10 Gew. %, vorzugsweise weniger als 5 Gew. %.
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Besonders
bevorzugte Textilprodukte enthalten in den Distanzfäden
und/oder in mindestens einer der textilen Flächen Biozide,
vorzugsweise Kupfer- oder Silbersalze. Diese eingebauten Desinfektionsmittel
gestatten einen Schutz vor Kleinlebewesen und Bakterien während
des Gebrauchs.
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Die
erfindungsgemäßen Textilprodukte zeichnen sich
durch hervorragende biologische Abbaubarkeit aus.
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Die
Textilprodukte lassen sich in dem Fachmann bekannter Weise herstellen
und in üblicher Weise zu Formkörpern verarbeiten.
Beispiele für die Herstellung und Verarbeitung der Textilprodukte
sind in den oben genannten Dokumenten zu finden.
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Die
aus den erfindungsgemäßen Textilprodukten hergestellten
Formkörper können beliebige Gestalt aufweisen.
Vorzugsweise eignen sich die erfindungsgemäßen
Textilprodukte zur Herstellung von Matratzen oder Polsterkörpern.
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Aus
den erfindungsgemäßen Textilprodukten hergestellte
Matratzen oder Polsterkörper lassen sich besonders gut
reinigen; sie können sogar gewaschen werden und trocknen
relativ schnell.
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Wegen
der guten Möglichkeiten zur Reinigung ist zudem die Lebensdauer
gegenüber herkömmlichen Matratzen oder Polsterkörpern
aus hygienischen Gründen höher.
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Hervorzuheben
ist der ausgezeichnet Liegekomfort durch gute Hinterlüftung
und die damit verringerte Gefahren des Wundliegens.
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Besonders
geeignet sind die erfindungsgemäßen Textilprodukte
zur Herstellung von Matratzen, die in Krankenhäusern, Pflege-
und Altenheimen eingesetzt werden.
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Nach
der Ausmusterung sind diese Textilprodukte oder die Produkte enthaltend
diese für die Entsorgung auf Deponien besonders geeignet.
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Durch
den Kontakt mit Bodenbakterien beginnt sofort ein biologischer Abbau
des aliphatischen Polyesters. Bestehen nur die Distanzfäden
des Textilproduktes aus aliphatischem Polyester, so zerfällt
die dreidimensionale Konstruktion relativ rasch und die verbleibenden
textilen Flächen können danach von Bodenbakterien
effizient angegriffen werden. Bei sortenreinen Textilprodukten findet
ein rascher und vollständiger Abbau statt.
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Damit
sind diese Textilprodukte bzw. Produkte enthaltend diese besonders
für Länder geeignet, in denen das Recycling oder
die thermische Entsorgung noch nicht so weit fortgeschritten ist
und/oder durch klimatische Gegebenheiten eingeschränkt
ist, wie beispielsweise in Mittel- und Nordeuropa.
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Die
beschriebenen Verwendungen sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
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Das
nachfolgende Beispiel erläutert die Erfindung ohne diese
zu begrenzen.
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Beispiel:
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Auf
einer Schmelzspinnanlage zur Herstellung von Monofilamenten wurde
ein aliphatischer Polyester (Polymilchsäure, Nature Works
Polylactide Resin 6400 D, Fa. Nature Works LLC, Minnetonka, USA)
in Schnitzelform eingesetzt. Nach der Trockung des Rohstoffs wurde
dieser extrudiert, über eine Spinnpumpe einem Spinnpack
zugeführt, durch feine Bohrungen zu Monofilamenten versponnen,
im Wasserbad abgeschreckt, anschließend unter Temperatureinwirkung
dreistufig gestreckt, mit Präparation als Verarbeitungshilfsmittel
versetzt und aufgespult.
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Die
erhaltenen Monofilamente wiesen folgende Fasereigenschaften auf:
| Durchmesser | 0,20
mm |
| Titer | 390
dtex |
| Festigkeit | 27
cN/tex |
| Bruchdehnung | 61% |
| freier
Thermoschrumpf | |
| bei
120°C | 3,0% |
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Die
hergestellten Monofilamente wurden anschließend mittels
bekannter Technik zu Abstandsgewirken verarbeitet.
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Diese
wurden in Matratzen eingesetzt und zeigten eine sehr gute Kompostierbarkeit
nach bestimmungsgemäßem Gebrauch.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004037625
A1 [0003]
- - DE 102006002098 A1 [0003]
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- - DE 202005013361 U1 [0003]
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- - US 6687935 A [0005]
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- - US 6460209 A [0005]
- - US 6447874 A [0005]
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- - DE 102005050405 A1 [0006]