DE10223060A1

DE10223060A1 - Verfahren zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen

Info

Publication number: DE10223060A1
Application number: DE2002123060
Authority: DE
Inventors: Markus Frank; Ralf Roehlen; Gregor Herth
Original assignee: Stockhausen GmbH and Co KG; Chemische Fabrik Stockhausen GmbH
Current assignee: Stockhausen GmbH and Co KG
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen, wobei eine Zusammensetzung, beinhaltend DOLLAR A (A1) ein quellbares Polymer, DOLLAR A (A2) eine wässrige Salzlösung, beinhaltend ein Salz oder eine Salzmischung, in einer Konzentration von mindestens 25% der Sättigungskonzentration dieses Salzes oder dieser Salzmischung in Wasser, in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 10 ml pro Gramm des gequollenen Polymers (A1), sowie DOLLAR A (A3) ein oder mehrere Hilfsstoffe in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, DOLLAR A in ein offenes System eingebracht und dieses System anschließend geschlossen wird, sowie die Verwendung einer Zusammensetzung zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen System, die Verwendung eines Salzes in einer Zusammensetzung zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit über der Zusammensetzung in einem geschlossenen System, ein Behältnis, umfassend eine Zusammensetzung, ein Kid, eine wasserarme Zusammensetzung, einen wasserarmen Verbund sowie ein Behältnis, umfassend eine wasserarme Zusammensetzung, oder einen wasserarmen Verbund.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen System, die Verwendung einer Zusammensetzung zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen System, die Verwendung eines Salzes in einer Zusammensetzung zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit über der Zusammensetzung in einem geschlossenen System, ein Behältnis umfassend eine Zusammensetzung, ein Kid, eine wasserarme Zusammensetzung, einen wasserarmen Verbund sowie ein Behältnis umfassend eine wasserarme Zusammensetzung oder einen wasserarmen Verbund.
Systeme zur Absorption von Luftfeuchtigkeit sind allgemein bekannt. In vielen Verpackungen von elektronischen Geräten sind in kleine Tütchen verpackte Trockenmittel enthalten, die das verpackte Gut vor Beschädigungen durch kondensierte Luftfeuchtigkeit schützen sollen. Diese Trockenmittel können aber nur eine definierte Menge an Feuchtigkeit aufnehmen. Sie sind jedoch ungeeignet, einen definierten Luftfeuchtigkeitswert in einem geschlossenen System einzustellen.
Eine solche definierte Luftfeuchtigkeit ist zum Beispiel beim Transport von Lebensmitteln erwünscht. Weintrauben halten sich bei einer Luftfeuchtigkeit von etwa 85 bis 90 Prozent am besten. Die Weintrauben werden nach der Ernte direkt in Kartons verpackt und in diesen Kartons an den Ort, an dem sie verkauft werden, transportiert. Um in einer solchen Verpackung die Luftfeuchtigkeit zu Regulieren, bedarf es eines Systems, das unabhängig von der Umgebung arbeitet. Eine elektronische Klimaregulierung kann zwar beispielsweise in einem Container bewerkstelligt werden, sie hat jedoch verschiedene Nachteile. So ist sie nicht nur kostspielig, sie ist auch mit einem erhöhten Energieverbrauch verbunden.
Im Stand der Technik sind verschiedene Ansätze zu finden, wie auch ohne elektronische Klimaregulierung eine Regulierung der Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen erzielt werden kann. Vor allem die Verwendung vernetzter, hydrophiler Polymere, die zwar in Wasser quellen und aus der Luft Feuchtigkeit aufnehmen, aber nicht wasserlöslich sind (sogenannte Superabsorber), werden in diesem Zusammenhang häufig eingesetzt.
US 5,035,805 beschreibt Fliesstoffe mit Kammern, in die superabsorbierende Polymere eingearbeitet sind. Bei den Polymeren handelt es sich um vernetzte Polyacrylsäuren, die teilweise mit Natriumhydroxid neutralisiert sind. Diese absorbierenden Polymere dienen jedoch ausschließlich der Reduktion von Luftfeuchtigkeit in Verpackungen für elektronische Geräte.
WO 99/47241 beschreibt Polyacrylat-Polymere, die auf Kieselgur oder Cellulose durch eine Pfropfpolymerisation aufgebracht werden.
WO 99/63288 beschreibt eine Verbesserung der bisher genannten Systeme durch Einbringen der Polymere in eine poröse Schaummatrix. Dadurch wird die Oberfläche der Polymere vergrößert und die Wasseraufnahme dementsprechend verbessert.
WO 00/07907 beschreibt ein Containersystem, in dem die zirkulierende Luft zur Absorption überschüssiger Feuchtigkeit durch Kanäle geleitet wird, in denen sich eine Schicht aus Polyacrylamid-Polymerisaten befindet. Diese Schicht kann durch Trockenluft regeneriert werden.
Die bisher beschriebenen Systeme weisen den Nachteil auf, dass sie sich lediglich zur Aufnahme von Feuchtigkeit aus der Luft und nicht zur Einstellung eines beliebigen Luftfeuchtigkeitswertes eignen.
EP 0 163 404 A1 beschreibt verschiedenen Polymere, die zur Einstellung der Luftfeuchtigkeit eingesetzt werden können. Bei den in diesem Dokument beschriebenen Polymeren handelt es sich um Polymere, die aus nichtionischen Derivaten des Acrylamids hergestellt werden. Diese Produkte sind bisher nicht für Lebensmittel zugelassen. Ferner muss bei dem in diesem Dokument beschriebenen System für jeden einzustellenden Luftfeuchtigkeitswert ein bestimmtes Polymerprodukt hergestellt werden und die Luftfeuchtigkeit, die mit einem bestimmten Polymerprodukt erreicht werden kann, lässt sich nicht genau vorhersagen. Außerdem sind die zur Herstellung der Polymeren verwendeten Monomere kostspielig und großtechnisch nicht leicht verfügbar.

Allgemein liegt die erfindungsgemäße Aufgabe darin, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zu überwinden.

Ferner besteht eine erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem in einem geschlossenen System ein beliebiger Wert der Luftfeuchtigkeit eingestellt werden kann.

Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in Verpackungssystemen für Lebensmittel anzugeben, in dem Materialien eingesetzt werden, für die bei einem Kontakt mit Lebensmitteln keine Zulassung mehr erforderlich ist.

Die vorstehenden Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen, wobei eine Zusammensetzung beinhaltend

1. ein quellbares Polymer,
2. eine wässrige Salzlösung beinhaltend ein Salz oder eine Salzmischung in einer Konzentration von mindestens 25%, bevorzugt von mindestens 50% und darüber hinaus bevorzugt von mindestens 99, 99% der Sättigungskonzentration dieses Salzes oder dieser Salzmischung in Wasser, in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 10, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 6 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 4 ml pro Gramm des gequollenen Polymers (A1), sowie
3. ein oder mehrere Hilfsstoffe in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 8 Gew.-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 6 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung,

in ein offenes System eingebracht und dieses System anschließend geschlossen wird.

Unter der Sättigungskonzentration eines Salzes oder einer Salzmischung in Wasser wird dabei vorzugsweise diejenige Konzentration verstanden, bis zu der ein Salz oder eine Salzmischung bei einer gegebenen Temperatur in Wasser gelöst werden kann, ohne das das Salz oder Komponenten der Salzmischung aus der wässrigen Salzlösung ausfallen. Vorzugsweise wird dabei diejenige Sättigungskonzentration verstanden, die bei einer Temperatur von 20°C bestimmbar ist.

Mit der Luftfeuchtigkeit wird der Wasserdampfgehalt der Luft bezeichnet. Die relative Luftfeuchtigkeit wird in Prozent der maximalen Sättigung der Luft mit Wasserdampf angegeben. Die maximale Sättigung der Luft mit Wasserdampf ist beim Taupunkt T_d erreicht. An diesem Punkt kondensiert der Wasserdampf und es bildet sich eine im Gleichgewicht mit dem Wasserdampf in der Luft befindliche wässrige Phase.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert das in der Zusammensetzung enthaltende, gequollene Polymer (A1) auf

1. (α1) 0,1 bis 99,999 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 98,99 Gew.-% und besonders bevorzugt 30 bis 98,95 Gew.-% polymerisierten, ethylenisch ungesättigten, säuregruppenhaltigen Monomeren oder deren Salze oder polymerisierten, ethylenisch ungesättigten, einen protonierten oder quarternierten Stickstoff beinhaltenden Monomeren, oder deren Mischungen, wobei überwiegend ethylenisch ungesättigte, säuregruppenhaltige Monomere, vorzugsweise Acrylsäure, beinhaltende Mischungen besonders bevorzugt sind,
2. (α2) 0-40 Gew.-%, vorzugsweise 0,1-20 Gew.-% polymerisierten, monoethylenisch ungesättigten, mit (α1) copolymerisierbaren Monomeren,
3. (α3) 0-5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1-3 Gew.-% eines oder mehrerer Vernetzer,
4. (α4) 0-30 Gew.-%, vorzugsweise 0-5 Gew.-%, eines wasserlöslichen Polymeren, sowie
5. (α5) 0 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 10 Gew.-%, eines oder mehrerer Zusatzstoffe basiert, wobei die Summe der Gewichtsmengen (α1) bis (α5) 100 Gew.-% beträgt.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass mindestens 50 Mol%, bevorzugt mindestens 90 Mol% und besonders bevorzugt mindestens 99,9 Mol% der das gequollene Polymer (A1) bildenden Monomere wasserlöslich sind.

Die monoethylenisch ungesättigten, säuregruppenhaltigen Monomere (α1) können teilweise oder vollständig, bevorzugt teilweise neutralisiert sein. Vorzugsweise sind die monoethylenisch ungesättigten, säuregruppenhaltigen Monomere zu mindestens 25 Mol%, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Mol% und darüber hinaus bevorzugt zu 50-80 Mol% neutralisiert. Die In diesem Zusammenhang wird auf DE 195 29 348 verwiesen, deren Offenbarung hiermit als Referenz eingeführt wird. Die Neutralisation kann teilweise oder ganz auch nach der Polymerisation erfolgen. Ferner kann die Neutralisation mit Alkalimetallhydroxiden, Erdalkalimetallhydroxiden, Ammoniak sowie Carbonaten und Bicarbonaten erfolgen. Daneben ist jede weitere Base denkbar, die mit der Säure ein wasserlösliches Salz bildet. Auch eine Mischneutralisation mit verschiedenen Basen ist denkbar. Bevorzugt ist die Neutralisation mit Ammoniak und Alkalimetallhydroxiden, besonders bevorzugt mit Natriumhydroxid und mit Ammoniak.

Ferner können bei einem Polymer die freien Säuregruppen überwiegen, so dass dieses Polymer einen im sauren Bereich liegenden pH-Wert aufweist. Dieses saure wasserabsorbierende Polymer kann durch ein Polymer mit freien basischen Gruppen, vorzugsweise Amingruppen, das im Vergleich zu dem sauren Polymer basisch ist, mindestens teilweise neutralisiert werden. Diese Polymere werden in der Literatur als "Mixed-Bed Ion-Exchange Absorbent Polymers" (MBIEA- Polymere) bezeichnet und sind unter anderem in der WO 99/34843 offenbart. Die Offenbarung der WO 99/34843 wird hiermit als Referenz eingeführt und gilt somit als Teil der Offenbarung. In der Regel stellen MBIEA-Polymere eine Zusammensetzung dar, die zum einen basische Polymere, die in der Lage sind, Anionen auszutauschen, und andererseits ein im Vergleich zu dem basischen Polymer saures Polymer, das in der Lage ist, Kationen auszutauschen, beinhalten. Das basische Polymer weist basische Gruppen auf und wird typischerweise durch die Polymerisation von Monomeren erhalten, die basische Gruppen oder Gruppen tragen, die in basische Gruppen umgewandelt werden können. Bei diesen Monomeren handelt es sich vor allen Dingen um solche, die primäre, sekundäre oder tertiäre Amine oder die entsprechenden Phosphine oder mindestens zwei der vorstehenden funktionellen Gruppen aufweisen. Zu dieser Gruppe von Monomeren gehören insbesondere Ethylenamin, Allylamin, Diallylamin, 4- Aminobuten, Alkyloxycycline, Vinylformamid, 5-Aminopenten, Carbodiimid, Formaldacin, Melanin und dergleichen, sowie deren sekundäre oder tertiäre Aminderivate.

Bevorzugte monoethylenisch ungesättigte, säuregruppenhaltige Monomere (α1) sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, α- Cyanoacrylsäure, β-Methylacrylsäure (Crotonsäure), α-Phenylacrylsäure, β- Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorsorbinsäure, 2'-Methylisocrotonsäure, Zimtsäure, p-Chlorzimtsäure, β-Stearylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Tricarboxyethylen und Maleinsäureanhydrid, wobei Acrylsäure sowie Methacrylsäure besonders und Acrylsäure darüber hinaus bevorzugt sind.

Neben diesen carboxylatgruppenhaltigen Monomeren sind als monoethylenisch ungesättigte, säuregruppenhaltige Monomere (α1) des Weiteren ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuremonomere oder ethylenisch ungesättigte Phosphonsäuremonomere bevorzugt.

Ethylenisch ungesättigte Sulfonsäuremonomere sind Allylsulfonsäure oder aliphatische oder aromatische Vinylsulfonsäuren oder acrylische oder methacrylische Sulfonsäuren bevorzugt. Als aliphatische oder aromatische Vinylsulfonsäuren sind Vinylsulfonsäure, 4-Vinylbenzylsulfonsäure, Vinyltoluolsulfonsäure und Stryrolsulfonsäure bevorzugt. Als Acryl- bzw. Methacrylsulfonsäuren sind Sulfoethyl(meth)acrylat, Sulfopropyl(meth)acrylat, 2-Hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonsäure und 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure bevorzugt.

Ferner sind ethylenisch ungesättigte Phosphonsäuremonomere, wie Vinylphosphonsäure, Allylphosphonsäure, Vinylbenzylphosponsäure, (Meth)acrylamidoalkylphosphonsäuren, Acrylamidoalkyldiphosphonsäuren, phosponomethylierte Vinylamine und (Meth)acrylphosphonsäurederivate bevorzugt.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Polymer (A1) zu mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 70 Gew.-% und darüber hinaus bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-% auf carboxylatgruppenhaltigen Monomeren besteht. Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass das Polymer (A1) zu mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 70 Gew.-% aus Acrylsäure besteht, die vorzugsweise zu mindestens 20 Mol-%, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Mol-% neutralisiert ist.

Als ethylenisch ungesättigte, einen protonierten Stickstoff enthaltende Monomere (α1) sind vorzugsweise Dialkylaminoalkyl(meth)acrylate in protonierter Form, beispielsweise Dimethylaminoethyl(meth)acrylat-Hydrochlorid oder Dimethylaminoethyl(meth)acrylat-Hydrosulfat, sowie Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamide in protonierter Form, beispielsweise Dimethylaminoethyl(meth)acrylamid-Hydrochlorid oder Dimethylaminoethyl(meth)acrylamid-Hydrosulfat bevorzugt.

Als ethylenisch ungesättigte, einen quarternierten Stickstoff enthaltende Monomere (α1) sind Dialkylammoniumalkyl(meth)acrylate in quarternisierter Form, beispielsweise Trimethylammoniumethyl(meth)acrylat-Methosulfat oder Dimethylethylammoniumethyl(meth)acrylat-Ethosulfat sowie (Meth)acrylamidoalkyldialkylamine in quarternisierter Form, beispielsweise (Meth)acrylamidopropyltrimethylammoniumchlorid und (Meth)acrylamidopropyltrimethylammoniumsulfat bevorzugt.

Als monoethylenisch ungesättigte, mit (α1) copolymerisierbare Monomere (α2) sind Acrylamide und Methacrylamide bevorzugt.

Mögliche (Meth)acrylamide sind neben Acrylamid und Methacrylamid alkylsubstituierte (Meth)acrylamide oder aminoalkylsubstituierte Derivate des (Meth)acrylamids, wie N-Methylol(meth)acrylamid, N,N-Dimethylamino(meth)acrylamid, Dimethyl(meth)acrylamid oder Diethyl(meth)acrylamid Mögliche Vinylamide sind beispielsweise N-Vinylamide, N-Vinylformamide, N- Vinylacetamide, N-Vinyl-N-Methylacetamide, N-Vinyl-N-methylformamide, Vinylpyrrolidon. Unter diesen Monomeren besonders bevorzugt ist Acrylamid.

Des Weiteren sind als monoethylenisch ungesättigte, mit (α1) copolymerisierbaren Monomere (α2) in Wasser dispergierbare Monomere bevorzugt. Als in Wasser dispergierbare Monomere sind Acrylsäurester und Methacrylsäurester, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat oder Butyl(meth)acrylat, sowie Vinylacetat, Styrol und Isobutylen bevorzugt.

Erfindungsgemäß bevorzugte Vernetzer (α3) sind Verbindungen, die mindestens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen innerhalb eines Moleküls aufweisen (Vemetzerklasse I), Verbindungen, die mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisen, die mit funktionellen Gruppen der Monomeren (α1) oder (α2) Reagieren können, vorzugsweise in einer Kondensationsreaktion (= Kondensationsvernetzer), in einer Additionsreaktion oder in einer Ringöffnungsreaktion (Vernetzerklasse II), Verbindungen, die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe und mindestens eine funktionelle Gruppe, die mit funktionellen Gruppen der Monomeren (α1) oder (α2) reagieren kann (Vernetzerklasse III), aufweisen, oder polyvalente Metallkationen (Vernetzerklasse IV). Dabei wird durch die Verbindungen der Vernetzerklasse I eine Vernetzung der Polymere durch die radikalische Polymerisation der ethylenisch ungesättigten Gruppen des Vernetzermoleküls mit den monoethylenisch ungesättigten Monomeren (α1) oder (α2) erreicht, während bei den Verbindungen der Vernetzerklasse II und den polyvalenten Metallkationen der Vernetzerklasse 1V eine Vernetzung der Polymere durch Reaktion der funktionellen Gruppen (Vernetzerklasse II) bzw. durch elektrostatische Wechselwirkung des polyvalenten Metallkations (Vernetzerklasse IV) mit den funktionellen Gruppen der Monomere (α1) oder (α2) erreicht wird. Bei den Verbindungen der Vernetzerklasse III erfolgt dementsprechend eine Vernetzung des Polymers sowohl durch radikalische Polymerisation der ethylenisch ungesättigten Gruppe als auch durch Reaktion zwischen der funktionellen Gruppe des Vernetzers und den funktionellen Gruppen der Monomeren (α1) oder (α2).

Bevorzugte Verbindungen der Vernetzerklasse I sind Poly(meth)acrylsäureester, die beispielsweise durch die Umsetzung eines Polyols, wie beispielsweise Ethylenglykol, Propylenglykol, Trimethylolpropan, 1,6-Hexandiol, Glycerin, Pentaerythrit, Polyethylenglykol oder Polypropylenglykol, eines Aminoalkohols, eines Polyalkylenpolyaminens, wie beispielsweise Diethylentriamin oder Triethylentetraamin, oder eines alkoxylierten Polyols mit Acrylsäure oder Methacrylsäure gewonnen werden. Als Verbindungen der Vernetzerklasse I sind des Weiteren Polyvinylverbindungen, Poly(meth)allyverbindungen, (Meth)acrylsäureester einer Monovinylverbindung oder (Meth)acrylsäureester einer Mono(meth)allylverbindung, vorzugsweise der Mono(meth)allylverbindungen eines Polyols oder eines Aminoalkohols, bevorzugt. In diesem Zusammenhang wird auf DE 195 43 366 und DE 195 43 368 verwiesen. Die Offenbarungen werden hiermit als Referenz eingeführt und gelten somit als Teil der Offenbarung.

Als Verbindungen der Vernetzerklasse I seien als Beispiel genannt Alkenyldi(meth)acrylate, beispielsweise Ethylenglykoldi(meth)acrylat, 1,3-Propylenglykoldi(meth)acrylat, 1,4-Butylenglykoldi(meth)acrylat, 1,3-Butylenglykoldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, 1,10-Decandioldi(meth)acrylat, 1,12-Dodecandioldi(meth)acrylat, 1,18-Octadecandioldi(meth)acrylat, Cyclopentandioldi(meth)acrylat, Neopentylglykoldi(meth)acrylat, Methylendi(meth)acrylat oder Pentaerythritdi(meth)acrylat, Alkenyldi(meth)acrylamide, beispielsweise N- Methyldi(meth)acrylamid, N,N'-3-Methylbutylidenbis(meth)acrylamid, N,N'- (1,2-Di-hydroxyethylen)bis(meth)acrylamid, N,N'-Hexamethylen- bis(meth)acrylamid oder N,N'-Methylenbis(meth)acrylamid, Polyalkoxydi(meth)acrylate, beispielsweise Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Tripropylenglykoldi(meth)acrylat oder Tetrapropylenglykoldi(meth)acrylat, Bisphenol-Adi(meth)acrylat, ethoxyliertes Bisphenol-A- di(meth)acrylat, Benzylidindi(meth)acrylat, 1,3-Di(meth)acryloyloxy-propanol-2, Hydrochinondi(meth)acrylat, Di(meth)acrylatester des vorzugsweise mit 1 bis 30 Mol Alkylenoxid pro Hydroxylgruppe oxyalkylierten, vorzugsweise ethoxylierten Trimethylolpropans, Thioethylenglykoldi(meth)acrylat, Thiopropylenglykoldi(meth)acrylat, Thiopolyethylenglykoldi(meth)acrylat, Thiopolypropylenglykoldi(meth)acrylat, Divinylether, beispielsweise 1,4-Butandioldivinylether, Divinylester, beispielsweise Divinyladipat, Alkandiene, beispielsweise Butadien oder 1,6-Hexadien, Divinylbenzol, Di(meth)allylverbindungen, beispielsweise Di(meth)allylphthalat oder Di(meth)allylsuccinat, Homo- und Copolymere von Di(meth)allyldimethylammoniumchlorid und Homo- und Copolymere von Diethyl(meth)allylaminomethyl(meth)acrylatammoniumchlorid, Vinyl- (meth)acryl-Verbindungen, beispielsweise Vinyl(meth)acrylat, (Meth)allyl- (meth)acryl-Verbindungen, beispielsweise (Meth)allyl(meth)acrylat, mit 1 bis 30 Mol Ethylenoxid pro Hydroxylgruppe ethoxyliertes (Meth)allyl(meth)acrylat, Di(meth)allylester von Polycarbonsäuren, beispielsweise Di(meth)allylmaleat, Di(meth)allyfumarat, Di(meth)allylsuccinat oder Di(meth)allylterephthalat, Verbindungen mit 3 oder mehr ethylenisch ungesättigten, radikalisch polymerisierbaren Gruppen wie beispielsweise Glycerintri(meth)acrylat, (Meth)acrylatester des mit vorzugsweise 1 bis 30 Mol Ethylenoxid pro Hydroxylgruppe oxyethylierten Glycerins, Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Tri(meth)acrylatester des vorzugsweise mit 1 bis 30 Mol Alkylenoxid pro Hydroxylgruppe oxyalkylierten, vorzugsweise ethoxylierten Trimethylolpropans, Trimethacrylamid, (Meth)allylidendi(meth)acrylat, 3-Allyloxy-1,2-propandioldi(meth)acrylat, Tri(meth)allylcyanurat, Tri(meth)allylisocyanurat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, Pentaerythrittri(meth)acrylat, (Meth)acrylsäureester des mit vorzugsweise 1 bis 30 Mol Ethylenoxid pro Hydroxylgruppe oxyethylierten Pentaerythrits, Tris(2- hydroxyethyl)isocyanurattri(meth)acrylat, Trivinyltrimellitat, Tri(meth)allylamin, Di(meth)allylalkylamine, beispielsweise Di(meth)allylmethylamin, Tri(meth)allylphosphat Tetra(meth)allylethylendiamin, Poly(meth)allylester, Tetra(meth)allyloxiethan oder Tetra(meth)allylammoniumhalide.

Als Verbindung der Vernetzerklasse II sind Verbindungen bevorzugt, die mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisen, die in einer Kondensationsreaktion (= Kondensatiorisvernetzer), in einer Additionsreaktion oder in einer Ringöffnungsreaktion mit den funktionellen Gruppen der Monomere (α1) oder (α2), bevorzugt mit Säuregruppen, der Monomeren (α1), reagieren können. Bei diesen funktionellen Gruppen der Verbindungen der Vernetzerklasse II handelt es sich vorzugsweise um Alkohol-, Amin-, Aldehyd-, Glycidyl-, Isocyanat-, Carbonat- oder Epichlorfunktionen.

Als Verbindung der Vernetzerklasse II seien als Beispiele genannt Polyole, beispielsweise Ethylenglykol, Polethylenglykole wie Diethylenglykol, Triethylenglykol und Tetraethylenglykol, Propylenglykol, Polypropylenglykole wie Dipropylenglykol, Tripropylenglykol oder Tetrapropylenglykol, 1,3-Butandiol, 1,4- Butandiol, 1,5-Pentandiol, 2,4-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 2,5-Hexandiol, Glycerin, Polyglycerin, Trimethylolpropan, Polyoxypropylen, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockcopolymere, Sorbitanfettsäureester, Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, Pentaerythrit, Polyvinylalkohol und Sorbitol, Aminoalkohole, beispielsweise Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin oder Propanolamin, Polyaminverbindungen, beispielsweise Ethylendiamin, Diethylentriaamin, Triethylentetraamin, Tetraethylenpentaamin oder Pentaethylenhexaamin, Polyglycidylether- Verbindungen wie Ethylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether, Glycerindiglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Pentareritritpolyglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether Polypropylenglykoldiglycidylether, Neopentylglykoldiglycidylether, Hexandiolglycidylether, Trimethylolpropanpolyglycidylether, Sorbitolpolyglycidylether, Phtahlsäurediglycidylester, Adipinsäurediglycidylether, 1,4-Phenylen-bis(2-oxazolin), Glycidol, Polyisocyanate, vorzugsweise Diisocyanate wie 2,4-Toluoldiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat, Polyaziridin-Verbindungen wie 2,2-Bishydroxymethylbutanol-tris[3- (1-aziridinyl)propionat], 1,6-Hexamethylendiethylenharnstoff und Diphenylmethan-bis-4,4'-N,N'-diethylenharnstoff, Halogenepoxide beispielsweise Epichlor- und Epibromhydrin und a-Methylepichlorhydrin, Alkylencarbonate wie 1,3-Dioxolan-2-on (Ethylencarbonat), 4-Methyl-1,3-dioxolan-2-on (Propylencarbonat), 4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4,4-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4- Ethyl-1,3-dioxolan-2-on, 4-Hydroxymethyl-1,3-dioxolan-2-on, 1,3-Dioxan-2-on, 4-Methyl-1,3-dioxan-2-on, 4,6-Dimethyl-1,3-dioxan-2-on, 1,3-Dioxolan-2-on, Poly-1,3-dioxolan-2-on, polyquartäre Amine wie Kondensationsprodukte von Dimethylaminen und Epichlorhydrin. Als Verbindungen der Vernetzerklasse II sind des weiteren Polyoxazoline wie 1,2-Ethylenbisoxazolin, Vernetzer mit Silangruppen wie γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und γ-Aminopropyltrimethoxysilan, Oxazolidinone wie 2-Oxazolidinon, Bis- und Poly-2- oxazolidinone und Diglykolsilikate bevorzugt.

Als Verbindungen der Klasse III sind hydroxyl- oder aminogruppenhaltige Ester der (Meth)acrylsäure, wie beispielsweise 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, sowie hydroxyl- oder aminogruppenhaltige (Meth)acrylamide, oder Mono(meth)allylverbindungen von Diolen bevorzugt.

Die polyvalenten Metallkationen der Vernetzerklasse IV leiten sich vorzugsweise von ein- oder mehrwertigen Kationen ab, die einwertigen insbesondere von Alkalimetallen, wie Kalium, Natrium, Lithium, wobei Lithium bevorzugt wird. Bevorzugte zweiwertige Kationen leiten sich von Zink, Beryllium, Erdalkalimetallen, wie Magnesium, Calcium, Strontium ab, wobei Magnesium bevorzugt wird. Weiter erfindungsgemäß einsetzbare höherwertige Kationen sind Kationen von Aluminium, Eisen, Chrom, Mangan, Titan, Zirkonium und andere Übergangsmetalle sowie Doppelsalze solcher Kationen oder Mischungen der genannten Salze. Bevorzugt werden Aluminiumsalze und Alaune und deren unterschiedliche Hydrate wie z. B. AlCl₃ × 6H₂O, NaAl(SO₄)₂ × 12H₂O, KAl(SO₄)₂ × 12H₂O oder Al₂(SO₄)3 × 14-18H₂O eingesetzt.

Besonders bevorzugt werden Al₂(SO₄)₃ und seine Hydrate als Vernetzer der Vernetzungsklasse IV verwendet.

Bevorzugte gequollene Polymere (A1) Polymere sind Polymere, die durch Vernetzer der folgenden Vernetzerklassen bzw. durch Vernetzer der folgenden Kombinationen von Vernetzerklassen vernetzt sind: I, II, III, IV, I II, I III, I IV, I II III, I II IV, I III IV, II III IV, II IV oder III IV. Die vorstehenden Kombinationen von Vernetzerklassen stellen jeweils eine bevorzugte Ausführungsform von Vernetzern eines Polymer dar.

Weitere bevorzugte gequollene Polymere (A1) sind Polymere, die durch einen beliebigen der vorstehend genannten Vernetzer der Vernetzerklassen I vernetzt sind. Unter diesen sind wasserlösliche Vernetzer bevorzugt. In diesem Zusammenhang sind N,N'-Methylenbisacrylamid, Polyethylenglykoldi(meth)acrylate, Triallylmethylammoniumchlorid, Tetraallylammoniumchlorid sowie mit 9 Mol Ethylenoxid pro Mol Acrylsäure hergestelltes Allylnonaethylenglykolacrylat besonders bevorzugt.

Als wasserlösliche Polymere (α4) können in den gequollenen Polymeren (A1) wasserlösliche Polymerisate, wie teil- oder vollverseifter Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Stärke oder Stärkederivate, Polyglykole oder Polyacrylsäure enthalten, vorzugsweise einpolymerisiert sein. Das Molekulargewicht dieser Polymere ist unkritisch, solange sie wasserlöslich sind. Bevorzugte wasserlösliche Polymere sind Stärke oder Stärkederivate oder Polyvinylalkohol. Die wasserlöslichen Polymere, vorzugsweise synthetische wie Polyvinylalkohol, können auch als Pfropfgrundlage für die zu polymerisierenden Monomeren dienen.

Als Zusatzstoffe (α5) sind vorzugsweise Biozide, Stellmittel, Geruchsbinder oder Antioxidatien enthalten.

Es ist erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass das Polymer (A1) zu mindestens 50 Gew.-%, bevorzugt zu mindestens 75 Gew.-% und darüber hinaus bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-% auf Acrylsäure basiert, die vorzugsweise zu mindestens 20 Mol-%, besonders bevorzugt zu mindestens 50 Mol-% neutralisiert ist.

Aus den vorgenannten Monomeren und Vernetzern lässt sich das gequollene Polymer (A1) durch verschiedene Polymerisationsweisen herstellen. Beispielsweise sind in diesem Zusammenhang Massepolymerisation, die vorzugsweise in Knetreaktoren wie Extrudern erfolgt, Lösungspolymerisation, Spraypolymerisation, inverse Emulsionspolymerisation und inverse Suspensionspolymerisation oder Bandpolymerisation zu nennen. Bevorzugt wird die Lösungspolymerisation in Wasser als Lösungsmittel durchgeführt. Hier bei ist als Polymerisationsverfahren die Bandpolymerisation bevorzugt. Die Lösungspolymerisation kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Aus dem Stand der Technik ist ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten hinsichtlich Reaktionsverhältnisse wie Temperaturen, Art und Menge der Initiatoren als auch der Reaktionslösung zu entnehmen. Typische Verfahren sind in den folgenden Patentschriften beschrieben: US 4,286,082, DE 27 06 135, US 4,076,663, DE 35 03 458, DE 40 20 780, DE 42 44 548, DE 43 23 001, DE 43 33 056, DE 44 18 818. Die Offenbarungen werden hiermit als Referenz eingeführt und gelten somit als Teil der Offenbarung.

Eine andere Möglichkeit zur Herstellung der Polymere (A1) besteht darin, zunächst unvernetzte, insbesondere lineare Polymere, vorzugsweise auf radikalischem Wege aus den vorgenannten monoethylenisch ungesättigten Monomeren (α1) bzw. (α2) herzustellen und diese dann mit vernetzend wirkenden Reagenzien (α3), vorzugsweise denen der Klassen II und IV, umzusetzen. Diese Variante wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn die Polymeren zunächst in formgebenden Verfahren, beispielsweise zu Fasern, Folien oder anderen Flächengebilden, wie Geweben, Gewirken, Gespinsten oder Vliesen verarbeitet und in dieser Form vernetzt werden sollen.

Polymerisationsinitiatoren können in einer Lösung erfindungsgemäßer Monomere gelöst oder dispergiert enthalten sein. Als Initiatoren kommen sämtliche dem Fachmann bekannte in Radikale zerfallende Verbindungen in Betracht. Hierunter fallen insbesondere Peroxide, Hydroperoxide, Wasserstoffperoxid, Persulfate, Azoverbindungen sowie die sogenannten Redoxkatalysatoren. Bevorzugt ist der Einsatz wasserlöslicher Katalysatoren. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, Mischungen verschiedener Polymerisationsinitiatoren zu verwenden. Unter diesen Mischungen sind die aus Wasserstoffperoxid und Natrium- oder Kaliumperoxodisulfat bevorzugt, die in jedem denkbaren Mengenverhältnis eingesetzt werden können. Geeignete organische Peroxide sind vorzugsweise Acetylacetonperoxid, Methylethylketonperoxid, t-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid, t-Amylperpivalat, t-Butylperpivalat, t-Butylperneohexonat, t-Butylisobutyrat, t-Butylper-2-ethylhexenoat, t-Butylperisononanoat, t- Butylpermaleat, t-Butylperbenzoat, t-Butyl-3,5,5-tri-methylhexanoat und Amylperneodekanoat. Weiterhin sind als Polymerisationsinitiatoren bevorzugt: Azo-Verbindungen, wie 2,2'-Azobis-(2-amidinopropan)dihydrochlorid, Azo-bis- amidinopropan-dihydrochlord, 2,2'-Azobis-(N,N-dimethylen)isobutyramidindihydrochlorid, 2-(Carbamoylazo)isobutyronitril und 4,4'-Azobis-(4- cyanovaleriansäure). Die genannten Verbindungen werden in üblichen Mengen eingesetzt, vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 5, bevorzugt von 0,1 bis 2 Mol-%, jeweils bezogen auf die Menge der zu polymerisierenden Monomere.

Die Redoxkatalysatoren enthalten als oxidische Komponente mindestens eine der oben angegebenen Perverbindungen und als reduzierende Komponente vorzugsweise Ascorbinsäue, Glukose, Sorbose, Manose, Ammonium- oder Alkalimetall-hydrogensulfit, -sulfat, -thiosulfat, -hyposulfit oder -sulfid, Metallsalze, wie Eisen-II-ionen oder Silberionen oder Natriumhydroxymethylsulfoxylat. Vorzugsweise wird als reduzierende Komponente des Redoxkatalysators Ascorbinsäure oder Natriumpyrosulfit verwendet. Bezogen auf die bei der Polymerisation eingesetzte Menge an Monomeren wird 1.10^-5 bis 1 Mol-% der reduzierenden Komponente des Redoxkatalysators und 1.10^-5 bis 5 Mol-% der oxidierenden Komponente des Redoxkatalysators eingesetzt. Anstelle der oxidierenden Komponente des Redoxkatalysators, oder in Ergänzung zu diesem, können ein oder mehrere, vorzugsweise wasserlösliche, Azoverbindungen verwendet werden.

Bevorzugt wird erfindungsgemäß ein Redoxsystem bestehend aus Wassersoffperoxid, Natriumperoxodisulfat und Ascorbinsäure eingesetzt. Allgemein ist er sind erfindungsgemäß Azoverbindungen als Initiatoren bevorzugt, wobei Azo-bisamidinopropan-dihydrochlord besonders bevorzugt ist. In der Regel wird die Polymerisation mit den Initiatoren in einem Temperaturbereich von 30 bis 90°C initiiert.

Es ist erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt, dass die Polymer (A1) einen Innenbereich, einen den Innenbereich umgebenden Aussenbereich sowie einen den Aussenbereich umgebenden Oberflächenbereich aufweisen, wobei der Aussenbereich einen höheren Vernetzungsgrad als der Innenbreich aufweist, so dass sich vorzugsweise eine Kern-Schale-Struktur ausbildet. Die erhöhte Vernetzung im Oberflächenbereich der Polymere (A1) wird dabei vorzugsweise durch Nachvernetzung oberflächennaher, reaktiver Gruppen erreicht. Diese Nachvernetzung kann thermisch, photochemisch oder chemisch erfolgen. Als Nachvernetzer für die chemische Nachvernetzung sind dabei die Verbindungen bevorzugt, die als Vernetzer (α3) der Vernetzerklassen II und IV genannt wurden. Besonders bevorzugt als Nachvernetzer ist Ethylencarbonat.

Neben diesen synthetischen, gequollenen Polymeren (A1) können in der in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Zusammensetzung auch gequollene Polymere auf Basis natürlicher Rohstoffe, wie beispielsweise Stärke, Cellulose, Carboxymethlycellulose und Guarkenmehl oder deren Mischungen eingesetzt werden. Diese natürlichen Polymere bzw. deren Mischungen können in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch in Kombination mit den vorstehenden beschriebenen, synthetischen Polymeren eingesetzt werden. Der Vorteil derartiger Produkte liegen vor allem darin, dass sie biologisch abbaubar sind.

Als Salze oder Salzmischungen werden in der in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Zusammensetzung vorzugsweise alle wasserlöslichen organischen und anorganischen Salze bzw. deren Mischungen eingesetzt.

Als anorganische Salze werden vorzugsweise alle Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Magnesium-, Calcium- und Aluminiumsalze der Halogenwasserstoffsäuren (Flusssäure, Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Iodwasserstoffsäure), der Schwefelsäure, der Phosphorsäure (als Phosphat, als Hydrogenphosphat und als Dihydrogenphosphat), der Essigsäure oder der Salpetersäure verwendet. Als Kationen werden des Weiteren vorzugsweise Kationen der Nebengruppenelemente, beispielsweise Fe²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Zn²⁺ oder Cu²⁺, eingesetzt. Daneben kommen auch Salze enthaltend Sauerstoffsäuren des Schwefels und des Stickstoffs in niedrigen Oxidationsstufen in Frage, wie beispielsweise Salze der schwefligen Säure oder der salpetrigen Säure.

Als organische Salze werden vorzugsweise diejenigen organischen Salze verwendet, die eine ausreichende Wasserlöslichkeit aufweisen. Besonders bevorzugte organische Salze sind Salze aromatischer Sulfonsäuren wie beispielsweise Salze der Benzoesäure, Salze aliphatische Säuren, zum Beispiel Salze der Essigsäure, der Ameisensäure oder der Milchsäure.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Kationen vorzugsweise Natrium-Ionen, Kalium-Ionen oder Ammonium-Ionen und als Anionen vorzugsweise Halogenid-Ionen, Sulfat-Ionen, Nitrat-Ionen, Acetat-Ionen, Monophosphat-Ionen oder Dihydrogenphosphat-Ionen eingesetzt. Besonders bevorzugt werden als Salze Natriumacetat, Natriumchlorid, Ammoniumsulfat oder deren Mischungen eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Salzmischungen Mischungen aus mindestens einem anorganischen Salz und mindestens einem organischen Salz eingesetzt.

Als Hilfsstoffe (A3) sind in der in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Zusammensetzung vorzugsweise organische Lösungsmittel enthalten. Besonders bevorzugt weisen diese organischen Lösungsmittel eine ausreichende Polarität auf, um die vorstehend beschriebenen Salze zu lösen. In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zusammensetzung als Hilfsstoff (A3) Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid sowie Alkohole wie beispielsweise Ethylenglykol, Methanol oder Ethanol enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Zusammensetzung erhältlich durch das in Kontakt bringen eines quellbaren Polymeren mit der wässrigen Salzlösung enthaltend die Salze oder die Salzmischung (A2) und gegebenenfalls mit den Hilfsstoffen (A3).

Die wässrige Lösung enthält dabei die Salze bzw. die Salzmischung vorzugsweise in einer Konzentration von mindestens 25%, bevorzugt von mindestens 50% und darüber hinaus bevorzugt von mindestens 99,99% der Sättigungskonzentration dieses Salzes oder dieser Salzmischung in Wasser.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass die wässrige Salzlösung mit dem quellbaren Polymeren in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 10, bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 6 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 4 ml der wässrigen Salzlösung pro Gramm des quellbaren Polymeren in Kontakt gebracht wird.

Das in Kontakt bringen erfolgt dabei vorzugsweise durch Imprägnieren des quellbaren Polymeren mit der wässrigen Salzlösung. Vorzugsweise erfolgt das Imprägnieren durch mindestens teilweises Anquellen des quellbaren Polymeren.

Als quellbare Polymere werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise Fasern, Schäume oder Teilchen eingesetzt, wobei Fasern und Teilchen bevorzugt und Teilchen besonders bevorzugt sind.

Erfindungsgemäss bevorzugte absorbierende Polymerfasern sind so dimensioniert, dass sie in oder als Garne für Textilien und auch direkt in Textilien eingearbeitet werden können. Es ist erfindungsgemäss bevorzugt, dass die absorbierenden Polymerfasern eine Länge im Bereich von 1 bis 500, bevorzugt 2 bis 500 und besonders bevorzugt 5 bis 100 mm und einen Durchmesser im Bereich von 1 bis 200, bevorzugt von 3 bis 100 und besonders bevorzugt von 5 bis 60 Denier besitzen.

Erfindungsgemäß bevorzugte absorbierende Polymerpartikel weisen vorzugsweise eine Partikelgrößenverteilung auf, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und darüber hinaus bevorzugt mindestens 90 Gew.-% der Partikel eine Partikelgröße in einem Bereich von 10 bis 4000, bevorzugt 50 bis 2000 und besonders bevorzugt 700 bis 1200 µm aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren werden als quellbare Polymere Polymere eingesetzt, welche mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen (ERT = EDANA Recommended Test):

A) eine maximale Aufnahme von 0.9 Gew-%er wässriger NaCl-Lösung gemäß ERT 440.1-99 in einem Bereich von 10 bis 1000, bevorzugt von 15 bis 500 und besonders bevorzugt von 20 von 300 ml/g,
B) Absorbency against Pressure (AAP) nach ERT 442.1-99 bei einem Druck von 20 g/cm² von mindestens 5 g/g, besonders bevorzugt mindestens 15 g/g und darüber hinaus besonders bevorzugt von mindestens 20 g/g, wobei vorzugsweise ein AAP-Wert von 100 g/g nicht überschritten wird;
C) eine Absorbency against Pressure (AAP) nach ERT 442.1-99 bei einem Druck von 50 g/cm² von mindestens 5 g/g, besonders bevorzugt mindestens 10 g/g und darüber hinaus besonders bevorzugt von mindestens 15 g/g, wobei vorzugsweise ein AAP-Wert von 70 g/g nicht überschritten wird;
D) die Schwellzeit zum Erreichen von 80% der maximalen Absorption von 0,9 Gew.-% er wässriger NaCl-Lösung liegt im Bereich von 5 bis 500, bevorzugt im Bereich von 5 bis 300 und besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 150 sec;
E) die Schüttdichte gemäß ERT 460.1-99 liegt im Bereich von 20 bis 1000, bevorzugt 300 bis 800 und besonders bevorzugt 320 bis 700 g/l;
F) der pH-Wert gemäß ERT 400.1-99 von 1 g des quellbaren Polymeres in 1 l Wasser liegt im Bereich von 4 bis 10, bevorzugt von 5 bis 9 und besonders bevorzugt von 5,5 bis 7,5.

Die sich aus den vorstehenden Eigenschaften ergebenden Eigenschaftskombinationen von zwei oder mehr dieser Eigenschaften stellen jeweils bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens dar. Weiterhin als erfindungsgemässe Ausführungsformen besonders bevorzugt sind Verfahren, in denen das quellbare Polymer die nachfolgend als Buchstaben oder Buchstabenkombinationen dargestellten Eigenschaften oder Eigenschaftskombinationen zeigt: A, B, C, D, E, F, AB, AC, AD, AE, AF, ABC, ABD, ABE, ABF, ACD, ACE, ACF, ADE, ADF, AEF, ABCD, ABCE, ABCF, ABDE, ABDF, ABEF, ACDE, ACDF, ACEF, ADEF, ABCDE, ABCDF, ABCEF, ABDEF, ACDEF, ABCDEF.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform basiert das quellbare Polymer auf natürlichen Rohstoffen, wie beispielsweise Stärke, Cellulose und Guarkenmehl oder deren Mischungen. Diese natürlichen, quellbaren Polymere bzw. deren Mischungen können in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform auch in Kombination mit den vorstehenden beschriebenen, synthetischen, quellbaren Polymeren eingesetzt werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der eingesetzten und zuvor beschriebenen Zusammensetzung um ein Polymergel, welches mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:

(β1) ein gemäß der hierin beschriebenen Testmethode bestimmtes Flüssigkeitsrückhaltevermögen in einem Bereich von 1 bis 300, bevorzugt von 5 bis 250 und besonders bevorzugt von 10 bis 200 ml/g;

(β2) eine gemäß der hierin beschriebenen Testmethode bestimmte Dichte in einem Bereich von 0,6 bis 2,0, bevorzugt in einem Bereich von 0,8 bis 1,8 und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1,2 bis 1,8 g/cm³;

(β3) einen pH-Wert gemäß ERT 400.1-99 von 1 g der Zusammensetzung in 1 l Wasser in einem Bereich von 2 bis 10, bevorzugt von 3 bis 9 und besonders bevorzugt von 4 bis 7.

Die sich aus den vorstehenden Eigenschaften ergebenden Eigenschaftskombinationen von zwei oder mehr dieser Eigenschaften stellen jeweils bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung dar. Weiterhin als erfindungsgemässe Ausführungsformen besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen, welche die nachfolgend als Buchstaben oder Buchstabenkombinationen dargestellten Eigenschaften oder Eigenschaftskombinationen zeigen: β1, β2, β3, β1β2, β1β3, β2β3, β1β2β3.

Bei dem System, in das in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zusammensetzung eingebracht wird, handelt es sich vorzugsweise um Behältnisse wie Kartons, Kisten, Flaschen, Dosen, Container, Humidore, Verpackungen, insbesondere für Lebensmittel oder Blumen, oder um Gebäude beispielsweise Gewächshäuser, tropische Anlagen in zoologischen Gärten oder Wohnungen. Weiterhin kommen als Systeme medizinische oder pharmazeutische Anwendungen in Betracht, beispielsweise Plaster, Wundauflagen, wirkstoffreisetzende Systeme oder Arzneimittelverpackungen. Weitere Systeme sind elektronische, optische oder mechanische Geräte, die bei Extremwerten der Luftfeuchtigkeit empfindlich sind, zum Beispiel elektronische Geräte, in denen Kondenswasser Schaden anrichten kann, optische Geräte, die durch Kondenswasser Schäden erleiden können, z. B. hochwertige Ferngläser und Teleskope, oder Musikinstrumente, die nach dem Transport in hoher Luftfeuchte sich erst mehrere Stunden "akklimatisieren" müssen. Als System im Sinne der vorliegenden Erfindung kommt jedoch auch ein System bestehend aus Windel und einem mit der Windel in Kontakt befindlichen Körper in betracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Zusammensetzung in Form eines Verbundes beinhaltend die Zusammensetzung und ein Substrat eingesetzt, wobei die Zusammensetzung und das Substrat vorzugsweise fest miteinander verbunden sind. Als Substrate sind Folien aus Polymeren, wie beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid, Metalle, Vliese, Fluff, Tissues, Gewebe, Fasermaterialien oder andere Schäume bevorzugt. Vorzugsweise ist das quellbare Polymer als Teilchen in den Verbund eingearbeitet.

Fasemmaterialien, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen natürlich vorkommende Fasern (modifiziert oder nicht modifiziert) als auch synthetische Fasern. Beispiele geeigneter nicht modifizierter und modifizierter natürlich vorkommender Fasern umfassen Baumwolle, Espartogras, Zuckerrohr, Grannenhaar, Flachs, Seide, Wolle, Zellstoff, chemisch modifizierter Zellstoff, Jute, Reyon, Ethylzellulose und Zelluloseacetat, Geeignete synthetische Fasern können aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylat wie Oriori, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, nicht löslichem oder löslichem Polyvinylalkohol, Polyolefine, wie Polyethylen (beispielsweise PULPEX®) und Polypropylenen, Polyamiden, wie Nylon, Polyestern wie DACRON® oder Kodel®, Polyurethanen, Polystyrenen und dergleichen hergestellt werden. Die verwendeten Fasern können nur natürlich vorkommende Fasern, nur synthetische Fasern oder irgend eine kompatible Kombination aus natürlich vorkommenden und synthetischen Fasern umfassen.

Wenn das Substrat ein Fasermaterial ist, so wird der Verbund vorzugsweise durch ein sogenanntes Airlaid-Verfahren oder durch ein sogenanntes Wetlaid-Verfahren hergestellt. In dem Wetlaid-Verfahren werden Fasern oder Teilchen aus quellbarem Polymer zusammen mit Substratfasern und einer Flüssigkeit zu einem Fliess verarbeitet. In dem Airlaid-Verfahren werden die Fasern oder Teilchen aus quellbarem Polymer und die Substratfasern im trockenen Zustand zu einem Fließ verarbeitet. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der durch das Airlaid-Verfahren erhaltene Verbund neben der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und dem Fasermaterial weitere Komponenten umfasst, die zum Fixieren des Airlaids dienen. Hierunter bevorzugt sind Polyester-Spinnvliese, oder Vliese aus Polypropylen, Polyethylen oder Nylon. Diese Komponente kann durch eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren hergestellt werden. Diese umfassen Nasslegen, Aufbringen im Luftstrom, Aufbringen in der Schmelze, Ausbildung als Spinnvlies, Kardieren (dies umfasst thermisches Verbinden, Verbinden mit Lösungsmitteln oder Verbinden mit dem Schmelzspinnverfahren). Auch wenn das Substrat ein Vlies ist, so wird dieses vorzugsweise durch eines der vorstehend genannten Verfahren mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verbunden.

Wenn das Substrat eine Folie, ein Metall, ein Fluff, ein Tissue, ein Gewebe oder ein Schaum ist, so wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung vorzugsweise mittels eines Klebers auf dem Substrat fixiert.

Neben dem vorstehend beschrieben Einsatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Verbund ist es in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einem luftdurchlässigen Behältnis eingesetzt wird. Bevorzugte luftdurchlässige Behältnisse sind beispielsweise Beutel bestehend aus Zellulose oder anderen Naturstoffen, aus perforierten Folien, aus gewebten Stoffen, vorzugsweise aus Baumwolle, oder aus Papier oder perforiertem Karton.

Das Einbringen der Zusammensetzung, des luftdurchlässigen Behältnisses beinhaltend die Zusammensetzung bzw. des Verbunds beinhaltend die Zusammensetzung erfolgt vorzugsweise durch einfaches Einlegen der Zusammensetzung, des luftdurchlässigen Behältnisses oder des Verbundes in das offene System. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst das quellbare Polymer oder der Verbund beinhaltend das quellbare Polymer mit der wässrigen Salzlösung (A2) und gegebenenfalls mit den Hilfsstoffen (A3) in Kontakt gebracht und die so erhaltene Zusammensetzung bzw. der so erhaltene Verbund beinhaltend die Zusammensetzung in das offene System eingelegt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst das quellbare Polymer bzw. der Verbund beinhaltend das quellbare Polymer in das offene System eingelegt und anschließend im offenen System mit der wässrigen Salzlösung (A2) und gegebenenfalls mit den Hilfsstoffen (A3) in Kontakt gebracht.

Nachdem die Zusammensetzung, das luftdurchlässige Behältnis bzw. der Verbund beinhaltend die Zusammensetzung in das offene System eingebracht wurde, wird dieses verschlossen. Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass das System derart verschlossen wird, dass ein Gasaustausch zwischen dem geschlossenen System und der Umgebung unterbunden wird. Wenn es sich bei dem System um eine Verpackung wie beispielsweise um eine Lebensmittelverpackung handelt, so kann eine Gasaustausch zwischen der verschlossenen Verpackung und der Umgebung beispielsweise durch das Einschweißen der Verpackung in einer luftdichten Kunststofffolie ermöglicht werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren wird das System derart verschlossen, dass ein Flüssigkeitsaustausch, vorzugsweise ein Wasseraustausch, zwischen dem System und der Umgebung unterbunden wird. Das System ist demnach vorzugsweise Flüssigkeitsdicht, besonders bevorzugt Wasserdicht.

Wenn das System gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verschlossen ist, so stellt sich in diesem System ein konstanter Wert der relativen Luftfeuchtigkeit ein. Dabei hängt die Höhe der Luftfeuchtigkeit vor allem vom verwendeten Salz bzw. von der verwendeten Salzmischung sowie von der Salzkonzentration in der wässrigen Salzlösung ab.

Es ist daher durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, durch die Wahl der entsprechenden Salzlösung die relative Luftfeuchtigkeit im geschlossenen System zu regulieren.

Vorzugsweise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren im geschlossenen System bei einer Temperatur in einem Bereich von 0 bis 50°C, bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 45°C und besonders bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 35°C und bei einem Druck in einem Bereich von 0,8 bis 1,2 bar die relative Luftfeuchtigkeit auf einen Wert von mindestens 20%, bevorzugt von mindestens 50% und darüber hinaus bevorzugt von mindestens 90% reguliert.

Die Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung der im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren genannten Zusammensetzung bzw. eines Verbundes beinhaltend diese Zusammensetzung zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen System. Als System sind dabei diejenigen Systeme bevorzugt, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendung der Zusammensetzung bzw. des Verbundes beinhaltend die Zusammensetzung werden die Zusammensetzung bzw. der Verbund zunächst in eine Kunststofffolie, beispielsweise in eine Folie aus Polypropylen, eingeschweißt, um eine Absorption von Luftfeuchtigkeit bzw. ein Austrocknen der Zusammensetzung zu verhindern. Unmittelbar vor dem Einbringen der Zusammensetzung bzw. des Verbundes in das System wird die Kunststofffolie entfernt.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Salzes oder einer Salzmischung in einer Zusammensetzung beinhaltend ein gequollenes Polymer und Wasser zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit über der Zusammensetzung in einem geschlossenen System.

Als Salze, Salzmischungen, gequollene Polymere und Systeme werden dabei diejenigen Salze, Salzmischungen, gequollenen Polymere und Systeme bevorzugt, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden.

Die Erfindung betrifft auch Behältnisse beinhaltend die vorstehend beschriebene Zusammensetzung bzw. den vorstehend beschriebenen Verbund. Als Behältnisse sind dabei diejenigen Behältnisse bevorzugt, die bereits Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kid beinhaltend als Komponenten getrennt von einander eine wässrige Salzlösung beinhaltend ein Salz oder eine Salzmischung in einer Konzentration von mindestens 25% der Sättigungskonzentration dieses Salzes, wobei auf die Ausführungen zu der Salzlösung (A1) bezug genommen wird, und ein zuvor beschriebenes quellbares Polymer, oder einen zuvor beschriebenen Verbund. Durch die getrennte Aufbewahrung in dem Kid können die Kapazitäten zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit zu einem beliebigen Zeitpunkt durch entsprechendes Mischen der Komponenten gewählt werden.

Ferner betrifft die Erfindung eine wasserarme, vorzugsweise eine wasserfreie Zusammensetzung, welche erhältlich ist durch Trocknung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die Trocknung erfolgt dabei vorzugsweise bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 bis 200, besonders bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 150 und darüber hinaus bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 100°C und bei einem Druck in einem Bereich von 0,001 bis 1 bar, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 1 bar und darüber hinaus bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 1 bar. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise in einem Ofen. Das in der wasserarmen Zusammensetzung enthaltene quellbare Polymer weist dabei vorzugsweise die gleichen Eigenschaften auf wie das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen beschriebene Polymer.

Der Wassergehalt dieser wasserarmen Zusammensetzung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-% und besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der wasserarmen Zusammensetzung.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen wasserarmen, vorzugsweise wasserfreien Verbund beinhaltend die wasserarme Zusammensetzung und ein Substrat, wobei die Zusammensetzung und das Substrat vorzugsweise fest miteinander verbunden sind. Als Substrat sind diejenigen Substrate bevorzugt, die bereits im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Verbund genannt wurden. Die Herstellung des Verbundes erfolgt vorzugsweise durch Trocknung des im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regulierung der Feuchtigkeit in geschlossenen Systemen beschriebenen Verbunds unter den im Zusammenhang mit der Trocknung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beschriebenen Bedingungen. Die Erfindung betrifft demnach auch einen wasserarmen, vorzugsweise wasserfreien Verbund, welcher durch Trocknung des vorstehend beschriebenen Verbundes erhältlich ist.

Das in dem wasserarmen Verbund enthaltene quellbare Polymer weist dabei vorzugsweise die gleichen Eigenschaften auf wie das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Regulierung der Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen beschriebene Polymer.

Der Wassergehalt dieses wasserarmen Verbundes liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-% und darüber hinaus bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des wasserarmen Verbundes.

Die Erfindung betrifft auch Behältnisse beinhaltend die vorstehend beschriebene wasserarme Zusammensetzung bzw. den vorstehend beschriebenen wasserarmen Verbund. Als Behältnisse sind dabei diejenigen Behältnisse bevorzugt, die bereits Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden. Durch die Verwendung derartiger wasserarmer Zusammensetzungen oder wasserarmen Verbunde ist es möglich, die zur Befeuchtung eines geschlossenen System notwendige Flüssigkeit erst unmittelbar vor dem Einsatz mit dem Salz bzw. den Salzmischungen und dem quellbaren Polymer in Kontakt zu bringen.

Die Erfindung wird nun anhand von Testmethoden und nicht limitierenden Beispielen näher erläutert.

TESTMETHODEN BESTIMMUNG DER RELATIVEN LUFTFEUCHTIGKEIT

Die Bestimmung der relativen Luftfeuchtigkeit erfolgte mit einem elektronischen Thermohydrographen "Testo electronic minithermohydrograph" der Firma Testo GmbH & Co. KG, Lenzkirch, Deutschland. Dieses Gerät weist die Abmessungen 75 × 44 × 25 mm auf und zeichnet Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf. Die Messdaten werden auf einem Chip gespeichert, so dass das Gerät batteriebetrieben auch in einem geschlossenen System arbeiten kann. Nach dem Ende der Messzeit können die Daten über ein Kabel auf einen PC überspielt werden.

BESTIMMUNG DES FLÜSSIGKEITSRÜCKHALTEVERMÖGENS

Zur Bestimmung des Flüssigkeitsrückhaltevermögens werden 200 ml der Testflüssigkeit in ein 250 ml-Becherglas gegeben. In die Flüssigkeit wird 1 g Produkt unter Rühren bei 400 UpM auf einem Magnetrührwerk eingestreut. Nach gleichmäßiger Eintragung und Verteilung des Pulvers in der Lösung wird 30 Minuten gerührt. Nach beendeter Rührzeit wird die Gel-Lösung sofort insgesamt auf ein Sieb (100 mesh, trichterförmig) gegeben. Nach 10 Minuten wird die Flüssigkeitsrückgabe in ml (250 ml-Messzylinder) abgelesen.

A = Flüssigkeitsvorgabe [ml]
B = Flüssigkeitsrückgabe [ml]
E = Einwaage [g] Testflüssigkeit 0,210 g NaHCO₃
1,137 g NaCl
0,0745 g KCl
0,155 g CaCl₂
0,4033 g CaSO₄.2H₂O = 319,0 mg CaSO₄
1,3706 g MgCl₂.6H₂O = 642,5 mg MgCl₂
996,64 g dest. H₂O = 997,46 g dest. H₂O

BESTIMMUNG DER DICHTE

Die Bestimmung der Dichte erfolgt mittels eines Pygnometers. Dabei wird zunächst eine definierte Menge Heptan (m₁), welches die Dichte δ_Heptan aufweist, abgewogen und in das Pygnometer überführt. Anschließend wird das Gesamtgewicht aus Pygnometer und Heptan ermittelt (m₂). In das Pygnometer wird schließlich eine definierte Menge (m₃) der Zusammensetzung, deren Dichte ermittelt werden soll, eingeführt. Die durch die Zugabe der Zusammensetzung bewirkte Volumenänderung ΔV wird nun mit dem Pgynometer bestimmt. Für diese Volumenänderung ΔV, die dem verdrängten Heptanvolumen und somit dem Volumen der eingesetzten Zusammensetzung entspricht, gilt:

Damit gilt für die Dichte der Zusammensetzung:

BEISPIELE

Beispiel 1

Das absorbierende Polymer Favor Pac® der Firma Stockhausen GmbH & Co. KG wurde in gesättigter Natriumacetatlösung (Verhältnis Menge des quellbaren Polymers/Volumen der Salzlösung 1 : 4) gequollen und abfiltriert. 20 g des Geles wurden in einer verschließbaren Plexisglasbox (50 × 30 × 15 cm) über einen Zeitraum von drei Tagen gelagert. Bereits nach kurzer Zeit stellte sich eine relative Luftfeuchtigkeit von 72 ± 2%. Der Verlauf des Wertes der relativen Luftfeuchtigkeit sowie der Temperatur in der geschlossenen Plexiglasbox als Funktion der Zeit sind in der Abb. 1 dargestellt. Der die relative Luftfeuchtigkeit darstellenden durchgezogenen Linie in Abbildung ist zu entnehmen, dass sich nach etwa 145 Stunden in der Plexiglasbox eine Luftfeuchtigkeit von 72 ± 1% eingestellt hat, die auch nach über 361 Stunden nach Versuchsbeginn und im wesentlichen konstanter Temperatur, die durch die gepunktete Linie in Abb. 1 dargestellt ist, bestand.
Folgende Kenndaten wurden für das in diesem Beispiel 1 erhaltene Gel ermittelt:
pH-Wert 5,7
Wasserrückhaltevermögen: 14 ml/g
Dichte 1,3 g/cm³

Beispiel 2

Das absorbierende Polymer Favor Pact der Firma Stockhausen GmbH & Co. KG wurde in gesättigter Ammoniumsulfatlösung (Verhältnis Menge des quellbaren Polymers/Volumen der Salzlösung 1 : 1) gequollen und abfiltriert. 20 g des Geles wurden in einer verschließbaren Plexisglasbox (50 × 30 × 15 cm) über einen Zeitraum von drei Tagen gelagert. Bereits nach kurzer Zeit stellte sich eine relative Luftfeuchtigkeit von 74 ± 2%. Der Verlauf des Wertes der relativen Luftfeuchtigkeit sowie der Temperatur in der geschlossenen Plexiglasbox als Funktion der Zeit sind in der Abb. 2 dargestellt. Die Abb. 2 ist an Hand der grauen, die relative Luftfeuchtigkeit darstellenden Linie zu erkennen, dass die relative Luftfeuchtigkeit bereits nach ca. 26 Stunden nach Beginn des Experiments einen konstanten Wert einnimmt, der bis 166 Stunden nach Experimentbeginn jedenfalls anhält. Weiterhin ergibt sich aus dem durchgezogenen Linie entsprechenden Temperaturverlauf, dass die relative Luftfeuchtigkeit auch nach einem Anstieg der Temperatur nach 126 Stunden nach Experimentbeginn ebenfalls bis 166 Stunden nach Experimentbeginn konstant ist.

Beispiel 3

Das absorbierende Polymer Favor Pac® der Firma Stockhausen GmbH & Co. KG wurde in gesättigter Natriumchloridlösung (Verhältnis Menge des quellbaren Polymers/Volumen der Salzlösung 1 : 1) gequollen und abfiltriert. 20 g des Geles wurden in einer verschließbaren Plexisglasbox (50 × 30 × 15 cm) über einen Zeitraum von drei Tagen gelagert. Bereits nach kurzer Zeit stellte sich eine relative Luftfeuchtigkeit von 70 ± 2%. Der Verlauf des Wertes der relativen Luftfeuchtigkeit sowie der Temperatur in der geschlossenen Plexiglasbox als Funktion der Zeit sind in der Abb. 3 dargestellt. Der als durchgezogene Linie in Abb. 3 dargestellte Verlauf der relativen Luftfeuchtigkeit zeigt, dass nach etwa drei Stunden ein sich weitestgehend konstanter Wert um 70 ± 2% einstellt. Dieser Wert ändert sich auch nicht in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen, die in Abb. 3 als gestrichelte Linie dargestellt ist und beginnend von Stunde null mit 25°C auf 23,5°C abfällt.
In den Beispielen 1 bis 3 wurden folgende Messwerte für die Dichte der Zusammensetzung, den pH-Wert und das Flüssigkeitsrückhaltevermögen der gequollenen Gele erhalten:

Vergleichsbeispiel

70 g des absorbierenden Polymers Favor Pac® der Firma Stockhausen GmbH & Co. KG wurde in 70 ml Wasser gequollen und abfiltriert. 20 g des Geles wurden in einer verschließbaren Plexisglasbox (50 × 30 × 15 cm) über einen Zeitraum von drei Tagen gelagert. Dabei stieg die relative Luftfeuchtigkeit kontinuierlich an und erreichte nach zwei Tagen bei immer noch steigender Tendenz einen Wert von etwa 90%.

Claims

1. Ein Verfahren zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit in geschlossenen Systemen, wobei eine Zusammensetzung beinhaltend

1. ein quellbares Polymer,

2. eine wässrige Salzlösung beinhaltend ein Salz oder eine Salzmischung in einer Konzentration von mindestens 25% der Sättigungskonzentration dieses Salzes oder dieser Salzmischung in Wasser, in einer Menge in einem Bereich von 0,1 bis 10 ml pro Gramm des gequollenen Polymers (A1), sowie

3. ein oder mehrere Hilfsstoffe in einer Menge in einem Bereich von 0 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung,

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das gequollene Polymer (A1) auf

1. (α1) 0,1 bis 99,999 Gew.-% polymerisierten, ethylenisch ungesättigten, säuregruppenhaltigen Monomeren oder deren Salze oder polymerisierten, ethylenisch ungesättigten, einen protonierten oder quartemierten Stickstoff beinhaltenden Monomeren, oder deren Mischungen,

2. (α2) 0-40 Gew.-% polymerisierten, monoethylenisch ungesättigten, mit

3. (α1) copolymerisierbaren Monomeren,

4. (α3) 0-5 Gew.-% eines oder mehrerer Vernetzer,

5. (α4) 0-30 Gew.-% eines wasserlöslichen Polymeren, sowie

6. (α5) 0 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Zusatzstoffe basiert, wobei die Summe der Gewichtsmengen (α1) bis (α5) 100 Gew.-% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das gequollene Polymer (A1) auf Stärke, Cellulose, Carboxymethylcellulose oder Guarkernmehl basiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zusammensetzung ein Polymergel ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Zusammensetzung mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:

1. (γ1) ein Flüssigkeitsrückhaltevermögen in einem Bereich von 1 bis 300 ml/g;

2. (γ2) eine Dichte in einem Bereich von 0,6 bis 2,0 g/cm³;

3. (γ3) einen pH-Wert von 1 g der Zusammensetzung in 1 l Wasser in einem Bereich von 2 bis 10.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zusammensetzung erhältlich ist durch das in Kontakt bringen eines quellbaren Polymers mit einer wässrigen Salzlösung enthaltend ein Salz oder eine Salzmischung in einer Konzentration von mindestens 25% der Sättigungskonzentration dieses Salzes oder dieser Salzmischung in Wasser, und den Hilfsstoffen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das quellbare Polymer mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist:

A) eine maximale Aufnahme von 0.9 Gew-%er wässriger NaCl-Lösung in einem Bereich von 10 bis 1000 ml/g;

B) Absorbency against Pressure (AAP) bei einem Druck von 20 g/cm² von mindestens 5 g/g;

C) eine Absorbency against Pressure (AAP) bei einem Druck von 50 g/cm² von mindestens 5 g/g;

D) die Schwellzeit zum Erreichen von 80% der maximalen Absorption von 0,9 Gew.-% er wässriger NaCl-Lösung liegt im Bereich von 5 bis 500 sec;

E) die Schüttdichte liegt im Bereich von 20 bis 1000 g/l;

F) der pH-Wert von 1 g des quellbaren Polymeren in 1 l Wasser liegt im Bereich von 4 bis 10.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei es sich bei dem Kation des Salzes um Natrium, Kalium oder Ammonium handelt.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, wobei es sich bei dem Anion des Salzes um ein Halogenid, Sulfat, Nitrat, Acetat oder Phosphat handelt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zusammensetzung in Form eines Verbundes beinhaltend die Zusammensetzung und ein Substrat, oder in einem luftdurchlässigen Behältnis eingesetzt wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, wobei das System ein Behältnis oder ein Gebäude ist.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, wobei im geschlossenen System bei einer Temperatur in einem Bereich von 0 bis 50°C und bei einem Druck in einem Bereich von 0,8 bis 1,2 bar die relative Luftfeuchtigkeit auf einen Wert von mindestens 20% reguliert wird.

13. Verwendung einer Zusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, oder eines Verbundes, wie in Anspruch 10 definiert, zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit in einem geschlossenen System.

14. Verwendung eines Salzes oder einer Salzmischung in einer Zusammensetzung beinhaltend ein gequollenes Polymer und Wasser zur Regulierung der relativen Luftfeuchtigkeit über der Zusammensetzung in einem geschlossenen System.

15. Ein Behältnis umfassend eine Zusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, oder einen Verbund, wie in Anspruch 10 definiert.

16. Kid beinhaltend als getrennte Komponenten eine wässrige Salzlösung, ein in Anspruch 7 definiertes quellbares Polymer oder einen in Anspruch 10 definierten Verbund.

17. Eine wasserarme Zusammensetzung, erhältlich durch Trocknung einer Zusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 bis 200° und bei einem Druck in einem Bereich von 0,001 bis 1 bar.

18. Ein wasserarmer Verbund erhältlich durch Trocknung eines Verbundes, wie im Anspruch 10 definiert, bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 bis 200° und bei einem Druck in einem Bereich von 0,001 bis 1 bar.

19. Ein Behältnis umfassend eine wasserarme Zusammensetzung nach Anspruch 17 oder einen wasserarmen Verbund nach Anspruch 18.