EP2323841A1 - Einsatz mit abstandswahrenden zellen - Google Patents

Einsatz mit abstandswahrenden zellen

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EP2323841A1
EP2323841A1 EP09778120A EP09778120A EP2323841A1 EP 2323841 A1 EP2323841 A1 EP 2323841A1 EP 09778120 A EP09778120 A EP 09778120A EP 09778120 A EP09778120 A EP 09778120A EP 2323841 A1 EP2323841 A1 EP 2323841A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
cells
insert
use according
swellable material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP09778120A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Bräunling
Rudolf Wagner
Thomas Arnold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Freudenberg KG
Original Assignee
Carl Freudenberg KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg KG filed Critical Carl Freudenberg KG
Publication of EP2323841A1 publication Critical patent/EP2323841A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an insert for placement in or on textiles, comprising a carrier layer and a cover layer, wherein between the carrier layer and the cover layer a swellable under liquid absorption material is received encapsulated in cells.
  • DE 32 44 386 A1 discloses an insert in which the carrier layer and the cover layer are connected to each other by diamond-shaped stitching.
  • the swellable material swells on moisture absorption, thereby increasing the thickness of the insert to a great extent. This is not primarily to be sealed against air or moisture.
  • EP 1 054 095 A2 discloses an insert in which the carrier layer and the cover layer are forced apart upon swelling of the swellable material.
  • WO 02/094552 A1 discloses an insert in which the carrier layer and the cover layer are connected to one another by particles of qable material, the particles being connected to one another by a binder.
  • the swellable material swells on moisture absorption and can also increase the thickness of the insert to a great extent. Again, primarily should not be sealed against moisture.
  • the change in thickness of an insert can be prevented or controlled by pressing the insert between other layers.
  • DE 10 2006 042 145 B3 shows a ventilation insert, which consists of seven layers. Three layers form a core element, which is enclosed on both sides by two further functional layers.
  • the core element has two air-permeable layers which enclose a swellable material. Due to the further functional layers, the air-permeable layers of the core element are compressed in partial regions, whereby a chamber structure of regular chambers is created.
  • functional layers produced by injection molding technology are used in which regularly shaped recesses are formed.
  • metal or plastic meshes whose mesh width is limited are used to form the chamber structure as functional layers.
  • the generic use due to its construction has a high height and is relatively stiff and inflexible. These properties are particularly disadvantageous if the use is to be sewn or glued in textiles.
  • the invention is therefore based on the object to design an application of the type mentioned above and further that this has a relatively small thickness with high flexibility after cost-effective production permanently and moisture-independent and includes the swellable material captive.
  • the use mentioned above is characterized in that the cells form a layer which connects the carrier layer and the cover layer to each other, wherein the cells have walls of a binder, which connect the carrier layer and the cover layer and space.
  • the cells can be formed by a binder in such a way that the swellable material is taken up in a predominantly captive manner encapsulated in the cells.
  • the carrier layer and the cover layer can be connected to one another by the binder and can be homogeneously spaced over the entire surface.
  • the binder connects the cover layer with the carrier layer and encloses the swellable material captive encapsulated between the carrier layer and the cover layer.
  • the walls of the cells consist of the binder. This ensures that the swellable materials are attached to the walls of the cells. A trickling or running out of the swellable material from the insert is thereby effectively avoided.
  • the walls of the cells keep the carrier layer and the cover layer moisture-independent at a virtually constant distance from each other. Over the entire surface of the insert, the distance therefore moves moisture-independent in a certain, narrow value range. A visible to the naked eye bulging of the insert by moisture absorption does not take place.
  • the creation of cells in a layer allows further according to the invention the production of thin and very flexible inserts, which consist of only three layers, namely the carrier layer, the layer and the cover layer.
  • the use of cost-effective production can be easily processed in textiles and has permanently moisture-independent to a nearly constant thickness.
  • the insert could change its thickness by a maximum of 5% or increase in moisture absorption. As a result, an almost thick-constant use is realized.
  • such an insert can be easily processed and used in textiles.
  • the walls could force the carrier layer and the cover layer to swell when swelling the swellable material to a distance that deviates at most 5% from the distance in the tocked state of the insert. This will the incoming liquid is forced to spread in the horizontal direction in use.
  • the thickness of the insert in the dry state therefore differs almost not on the thickness of the insert in the wet state.
  • the thickness of the insert is constant over its entire surface almost moisture-independent.
  • the swellable material could be accommodated in a manner encapsulated in such a way that the layer seals when the swellable material swells up.
  • the encapsulated uptake of the swellable material in the cells allows the cells to close upon swelling of the swellable material.
  • the layer can then fulfill the sealing function as an independent functional element.
  • the insert does not require separate grids and elaborate injection molding constructions to control the swelling of the swellable material so as to seal against air and water through the insert.
  • the cells could be occluded and filled by the swollen swellable material. Due to the encapsulation of the swellable material this is enclosed in spatially limited and almost non-expandable cells. The swollen material therefore fills the cells completely and closes them against the passage of a liquid or a gas.
  • the carrier layer and / or the cover layer could be designed as nonwoven, nonwoven or textile or could be configured as nonwovens, nonwovens or textiles, wherein the cells form a layer and wherein the sizes of the cells are statistically randomly distributed.
  • the use of nonwovens, nonwovens or textiles allows a particularly flat construction of the insert and makes it easily deformable.
  • the statistically random distribution of the sizes of the cells ensures that the cells are distributed with a very high uniformity between the carrier layer and the cover layer. As a result, defects are effectively avoided. By the statistically random distribution of the sizes of the cells are also created microscopic-sized cells.
  • the geometric structure of the cells could be random.
  • a random geometric structure of the cells surprisingly shows a very rapid liquid distribution in the layer in which the cells are located. Due to the statistically random distribution of the sizes or the expansion of the cells in combination with their random structure, capillary effects occur which lead to a very rapid distribution of the liquid within the layer.
  • the walls of the cells could be made so stiff that the
  • Carrier layer and the cover layer are kept at a distance to each other, not at all swollen as well as swollen swellable material, which deviates more than 5% of the distance in the tockten state of the insert.
  • the walls of the cells act as spacers between carrier layer and cover layer. Over an entire area of the
  • the insert has a nearly constant thickness, since the thickness of the layer between the carrier layer and cover layer by the swelling of the swellable material almost does not change.
  • the thickness of the insert when the swellable material is not swelled is nearly equal to the thickness of the swellable material swollen.
  • the walls of the cells could make the layer net-like.
  • the net-like construction lends the insert a high degree of flexibility.
  • the insert can be rolled up or bent without the layer breaking.
  • the reticular design also surprisingly allows non-destructive stretching of the insert.
  • the binder could be designed as a thermoplastic polymer compound. Thermoplastics can be melted without difficulty and can form cohesive compounds with other substances. Before this
  • both the cover layer and the carrier layer are made of a nonwoven or nonwoven fabric. It is conceivable that the swellable material is homogeneously mixed with the binder or combined in agglomerated form with the powdered binder and is deposited on the support layer. After placing the cover, the binder can then be heated so that it melts. After cooling of the binder, the carrier layer and the cover layer are connected to each other and the swellable materials are enclosed encapsulated in cells.
  • the swellable material could be in particulate form and / or in fiber form. As a result, the swellable material can be applied in free-flowing form to the carrier layer.
  • the swellable material could form at least partially agglomerated particles with the binder. As a result, the application of the swellable material is facilitated on the carrier layer. Furthermore, the amount of swellable material can be reduced. In this way, a relatively small increase in weight can be achieved in liquid intake.
  • the swellable material could contain superabsorbers. Superabsorbents are characterized by the fact that they can bind a large amount of liquid. In paragraph 15 of DE 10 2006 042 145 B3 swellable materials are mentioned which can be used in particle form or in fiber form in the case described here.
  • the swellable material could contain liquid superabsorbers.
  • a liquid superabsorber can be configured as a suspension. Liquid superabsorbents can be distributed particularly homogeneously on the carrier layer. A liquid superabsorber is therefore easy to apply. In particular, a liquid superabsorber can be applied in the form of a pattern to the carrier layer.
  • a superabsorber of the Sahara DEV 119 type from H & R ChemPharm, Great Britain, could be used with particular preference.
  • the cover layer could be made hydrophilic by a hydrophilicizing agent. This specific embodiment ensures that water can be homogeneously distributed on the cover layer and can penetrate evenly into the cells. As a result, a uniform swelling of the swellable material is realized. The uniform swelling leads to a uniform seal over the entire surface of the insert or over the entire surface of the cover layer.
  • the hydrophilic treated cover layer further serves as a diffusion layer, namely the horizontal distribution of the penetrating water, so that the subsequent layer is uniformly applied to the penetrating water. Furthermore, the cover layer is responsible for ensuring that the water stored in the swellable material can evaporate as quickly as possible. This is achieved by the water is transported by capillary action and concentration gradients to the outside and thus evaporates.
  • the carrier layer could be made hydrophobic by a hydrophobing agent. This ensures that stored in the cells of water and swollen, moist swellable material is retained by the support layer and does not come into contact with the body of the wearer of a textile product. As a result, the wearing comfort of textile products, especially of shoes, is significantly improved by an effective exchange of air and by dissipation of moisture due to perspiration.
  • cover layer hydrophobic. As a result, once penetrated water can be included within the insert.
  • the insert could have an air permeability in the dry state of at least 200 dm 3 / (m 2 s), preferably of at least 600 dm 3 / (m 2 s), at a pressure difference of 200 mbar between inflow side and outflow side.
  • the insert could have a drying time at room temperature of at most 20 minutes, preferably at most 10 minutes, in which the mass of the insert is reduced by at least 400%. Surprisingly, the use described here with statistically random distribution of the sizes of the cells this very short drying time.
  • the wearer of a textile product, which is equipped with the insert described here will therefore have to give up a breathable and air-permeable textile product only a few minutes after soaking the product.
  • the insert described here could be particularly preferably arranged in or on a shoe.
  • the statistically randomly formed cell structure ensures that the encapsulated absorbed swellable material can expand spatially only limited. Thus, the use of air and moisture passage is sealable.
  • the swelling of the swellable material is surprisingly mainly in the horizontal direction.
  • the air permeability in the dry state is surprisingly much higher than the air permeability known
  • the shoe is made with a water-repellent upper material or as a membrane shoe, namely with a waterproof film or membrane permeable to water vapor.
  • the installation of an insert described here causes a pleasant wearing climate through good ventilation of the shoe in use. Only when water enters from the outside, the insert immediately closes the air inlet opening and seals against the penetrating water. The swelling of the swellable material in the confined cells causes a reduction in the porosity of the insert to nearly zero%.
  • the insert described here could be used as a ventilation insert. Surprisingly, it has been found that the use described here in the dry state has a very high gas or vapor permeability. With swollen swellable material, the ventilation insert seals very well against liquid and / or gases.
  • the insert described here could also be used as a humidity regulator. By using it as a humidity regulator, a microclimate can be heavily influenced. Surprisingly, it has been found that an insert described here, which is equipped with a swellable material which contains superabsorber, can absorb water vapor particularly well and also release it again. Surprisingly, the superabsorbers used here have proven to be extremely hygroscopic.
  • Humidity regulator can be used in a shoe. Due to its high absorption capacity, the use can produce a very good, namely dry, foot climate. It is conceivable that the insert is preferably arranged in the shoe upper, namely the upper part of the shoe. The shoe upper does not cover the sole. Specifically, the carrier layer could be configured as the upper of the shoe, wherein the cover layer is designed as an inner lining of the shoe. As a result, a compact, lightweight and low-part construction of the shoe and a cost-effective production are realized. Furthermore, the use as a humidity regulator in car interiors could be used. It is concretely conceivable that car seats are equipped with the insert. Sweat of a motorist can advantageously be led away from the back of the driver and absorbed by the use.
  • Fig. 2 is a diagram showing the drying behavior of
  • Fig. 3 is a diagram showing the air permeability of
  • FIG. 4 is a diagram in which the watertightness of inserts is plotted against time
  • Fig. 5 is a diagram in which the water vapor absorption of an insert with the water vapor absorption of a nonwoven fabric
  • Polyester is compared.
  • Fig. 1 shows an insert for placement in or on textiles, comprising a carrier layer 1 and a cover layer 2, wherein between the Suiage 1 and the cover layer 2 is a liquid-swellable material 3 in particulate form in cells 4 encapsulated received.
  • the cells 4 form a layer 5, in which the swellable material 3 is received encapsulated in such a way that the layer 5 seals with swellable swellable material 3.
  • the seal has the effect that a gas flow or a liquid flow from the cover layer 2 to the carrier layer 1 or through the carrier layer 1 is prevented or reduced.
  • the Sussion 1 and the cover layer 2 are designed as nonwovens, wherein the cells 4 form a layer 5 and wherein the sizes of the cells 4 are statistically randomly distributed.
  • the geometric structure of the cells 4 is random. In the cells 4 are not regularly constructed geometric body such as octahedron or cuboid, but open-cell or closed-cell spaces, which are separated by walls 6.
  • the Suss 1 and the cover layer 2 are interconnected by the layer 5, wherein the layer is made of a binder.
  • the walls 6 The cells 4 are made of binder and build the layer 5 on a net.
  • the binder is designed as a thermoplastic polymer compound.
  • the walls 6 of the cells 4 are made of the binder and are formed so stiff that the carrier layer 1 and the cover layer 2 are held at a virtually constant distance from each other both in Vietnamese swollen and swollen swellable material.
  • the thickness of the insert changes only by a maximum of 5% with moisture absorption compared to the dry use.
  • the swellable material 3 contains superabsorbent.
  • the cover layer 2 is made hydrophilic by a hydrophilicizing agent and permits a homogeneous horizontal distribution of the water penetrating from the outside in the direction of the arrow in the layer 5.
  • the shorter arrow shows that the water is absorbed by the swellable material 3 after passing through the cover layer 2.
  • By absorbing the penetrating water swells the swellable material 3 and closes the cells 4.
  • the layer 5 seals.
  • the larger arrow shows schematically that air in the dry state can pass through the cover layer 2, the layer 5 and the carrier layer 1.
  • the carrier layer 1 is made hydrophobic by a hydrophobicizing agent and prevents penetrating water or swollen, moist swellable material from coming into contact with the carrier of a textile product.
  • the carrier layer 1 consists of a hydroentangled nonwoven fabric made of polyester, which has a basis weight of 100 g / m 2 . This nonwoven fabric is hydrophobic.
  • the binder consists of a polyethylene powder having a mean particle size of 200-400 microns.
  • the polyethylene powder is sold by Sabic under the name Sabic LDPE 1695 Z.
  • the swellable material 3 consists of a superabsorbent powder having an average particle size of 80 to 160 microns.
  • the superabsorbent powder is sold by Sumitomo Seika Chemicals Co. under the name Aqua Keep 10 SH-MB 3.
  • the polyethylene powder and the swellable material 3 are homogeneously mixed and applied to the carrier layer 1. Thereafter, the cover layer 2 is applied to the homogeneous mixture of swellable material 3 and binder.
  • the cover layer 2 consists of a hydroentangled nonwoven fabric made of polyester with a basis weight of 100 g / m 2 .
  • Cover layer 2 is hydrophilic. By a thermal lamination of carrier layer 1 and cover layer 2, the binder is melted and the cells 4 are generated, which include the swellable material 3 encapsulated.
  • Embodiment 2 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • the carrier layer 1 consists of a hydroentangled nonwoven fabric made of polyester, which has a basis weight of 100 g / m 2 .
  • This nonwoven fabric is hydrophobic by a hydrophobing agent.
  • the binder consists of a polyethylene powder having a mean particle size of 200-400 microns.
  • the polyethylene powder is sold by Sabic under the name Sabic LDPE 1695 Z.
  • the swellable material 3 consists of a superabsorbent powder having an average particle size of 80 to 160 microns.
  • the Superabsorbent powder is sold by Sumitomo Seika Chemicals Co. under the name Aqua Keep 10 SH-MB 3.
  • the polyethylene powder is applied to the carrier layer 1 in a regular pattern.
  • the swellable material 3 is placed in interstices of the pattern that are not covered with polyethylene powder.
  • the cover layer 2 is applied to the swellable material 3 and the binder.
  • the cover layer 2 consists of a hydroentangled nonwoven fabric made of polyester with a basis weight of 100 g / m 2 .
  • the cover layer 2 is hydrophilic by a hydrophilicizing agent.
  • the carrier layer 1 consists of a hydroentangled nonwoven fabric made of polyester, which has a basis weight of 100 g / m 2 .
  • This nonwoven fabric is hydrophobic by a hydrophobing agent.
  • the binder consists of a polyethylene powder having a mean particle size of 200-400 microns.
  • the polyethylene powder is sold by Sabic under the name Sabic LDPE 1695 Z.
  • the swellable material 3 consists of a liquid superabsorber. A liquid superabsorbent of the Sahara DEV 119 type from H & R ChemPharm, Great Britain, is used.
  • the polyethylene powder is applied to the carrier layer 1 in a regular pattern.
  • the swellable material 3 is placed in interstices of the pattern that are not covered with polyethylene powder.
  • the cover layer 2 is applied to the swellable material 3 and the binder.
  • the cover layer 2 consists of a hydroentangled nonwoven fabric Polyester with a basis weight of 100 g / m 2 .
  • the cover layer 2 is hydrophilic by a hydrophilicizing agent.
  • Fig. 2 clearly illustrates the high dynamic porosity of the inserts. Furthermore, Fig. 2 shows that the inserts are reversibly effetnäss- and dry.
  • Fig. 3 shows that the tested inserts in the dry state show an air permeability of at least 200 dm 3 / (m 2 s), preferably of at least 600 dm 3 / (m 2 s), at a pressure difference between upstream and downstream of 200 mbar , The measurement of the air permeability was carried out according to DIN EN ISO 9237.
  • FIG. 4 is a graph comparing the water-tightness in% of two inserts (version 1 and version 2) as a function of a reaction time in seconds.
  • the watertightness was performed by a Pfaff seam densitometer at 0.2 bar. As water tap water with 15-20 ° German hardness was used.
  • Version 1 of the insert was an insert whose carrier layer 1 and cover layer 2 were each configured as hydroentangled nonwoven fabrics made of polyester, each having a basis weight of 100 g / m 2 .
  • Layer 5 comprised 160 g / m 2 of the polyethylene powder referred to in Examples 1 and 2 as binder and 80 g / m 2 of the swellable material 3 mentioned in the aforementioned embodiments.
  • Version 2 of the insert was an insert, whose carrier layer 1 and cover layer 2 were each configured as hydroentangled nonwoven fabrics made of polyester, each having a basis weight of 100 g / m 2 .
  • FIG. 5 shows a diagram in which the water vapor uptake of an insert is compared with the water vapor absorption of a conventional polyester nonwoven fabric.
  • the binder namely in the embodiments 1 and 2 said polyethylene powder, was applied with a basis weight of 30 g / m 2.
  • the swellable material 3 mentioned in the aforementioned embodiments was applied at a basis weight of 30 g / m 2 .

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Abstract

Ein Einsatz zur Anordnung in oder auf Textilien, umfassend eine Trägerlage (1) und eine Abdecklage (2), wobei zwischen der Trägerlage (1) und der Abdecklage (2) ein unter Flüssigkeitsaufnahme quellfähiges Material (3) in Zellen (4) gekapselt aufgenommen ist, ist im Hinblick auf die Aufgabe, einen Einsatz derart auszugestalten und weiterzubilden, dass dieser nach kostengünstiger Fertigung dauerhaft und feuchteunabhängig eine relativ geringe Dicke bei hoher Flexibilität aufweist und das quellfähige Material verliersicher einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (4) eine Schicht (5) ausbilden, welche die Trägerlage (1) und die Abdecklage (2) miteinander verbindet, wobei die Zellen (4) Wände (6) aus einem Bindemittel aufweisen, welche die Trägerlage (1) und die Abdecklage (2) verbinden und beabstanden.

Description

Einsatz mit abstandswahrenden Zellen
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Einsatz zur Anordnung in oder auf Textilien, umfassend eine Trägerlage und eine Abdecklage, wobei zwischen der Trägerlage und der Abdecklage ein unter Flüssigkeitsaufnahme quellfähiges Material in Zellen gekapselt aufgenommen ist.
Stand der Technik
Ein Einsatz der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2005 051 575 A1 bereits bekannt. Bei dem gattungsbildenden Einsatz bilden die Trägerlage und die Abdecklage Zellen oder Kammern aus, in welchen quellfähiges Material quasi in Säckchen aufgenommen ist. Bei Aufquellen des quellfähigen Materials kann die Dicke des Einsatzes daher erheblich erhöht werden.
Die DE 32 44 386 A1 offenbart einen Einsatz, bei welchem die Trägerlage und die Abdecklage durch rautenförmige Steppnähte miteinander verbunden sind. Das quellfähige Material quillt bei Feuchtigkeitsaufnahme auf und erhöht dabei die Dicke des Einsatzes in hohem Maße. Hier soll primär nicht gegenüber Luft oder Feuchtigkeit abgedichtet werden. Vor diesem Hintergrund offenbart die EP 1 054 095 A2 einen Einsatz, bei welchem die Trägerlage und die Abdecklage beim Aufquellen des quellfähigen Materials auseinandergedrückt werden.
Die WO 02/094552 A1 offenbart einen Einsatz, bei welchem die Trägerlage und die Abdecklage durch Partikel aus qellfähigem Material miteinander verbunden sind, wobei die Partikel untereinander durch ein Bindemittel verbunden sind. Das quellfähige Material quillt bei Feuchtigkeitsaufnahme auf und kann auch hier die Dicke des Einsatzes in hohem Maße erhöhen. Auch hier soll primär nicht gegen Feuchtigkeit abgedichtet werden.
Die Dickenänderung eines Einsatzes kann durch Verpressen des Einsatzes zwischen weiteren Lagen verhindert oder gesteuert werden.
Vor diesem Hintergrund zeigt die DE 10 2006 042 145 B3 einen Belüftungseinsatz, der aus sieben Lagen besteht. Dabei bilden drei Lagen ein Kernelement, welches beidseitig von jeweils zwei weiteren funktionellen Lagen umschlossen wird. Das Kernelement weist zwei luftdurchlässige Lagen auf, die ein quellfähiges Material einschließen. Durch die weiteren funktionellen Lagen werden die luftdurchlässigen Lagen des Kernelementes in Teilbereichen zusammengedrückt, wodurch eine Kammerstruktur aus regelmäßigen Kammern geschaffen wird. Hierzu werden spritzgusstechnisch hergestellte funktionelle Lagen verwendet, in welchen regelmäßig ausgeformte Ausnehmungen ausgebildet sind.
Die Herstellung eines solchen Einsatzes ist aufwendig und teuer. Einerseits müssen erhebliche Anstrengungen getroffen werden, um die funktionellen Lagen spritzgusstechnisch herzustellen, andererseits müssen insgesamt sieben Lagen zusammengefügt werden, um einen verwendungsfähigen Einsatz herzustellen.
Des Weiteren ist nachteilig, dass zur Ausbildung der Kammerstruktur als funktionelle Lagen Metall- oder Kunststoffgitter verwendet werden, deren Maschenweite limitiert ist. Insbesondere ist aber nachteilig, dass der gattungsbildene Einsatz aufgrund seines Aufbaus eine große Bauhöhe aufweist und relativ steif und unflexibel ist. Diese Eigenschaften sind insbesondere nachteilig, wenn der Einsatz in Textilien vernäht oder verklebt werden soll.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Einsatz der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass dieser nach kostengünstiger Fertigung dauerhaft und feuchteunabhängig eine relativ geringe Dicke bei hoher Flexibilität aufweist und das quellfähige Material verliersicher einschließt.
Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Danach ist der eingangs genannte Einsatz dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen eine Schicht ausbilden, welche die Trägerlage und die Abdecklage miteinander verbindet, wobei die Zellen Wände aus einem Bindemittel aufweisen, welche die Trägerlage und die Abdecklage verbinden und beabstanden.
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass die Zellen durch ein Bindemittel derart ausgebildet werden können, dass das quellfähige Material überwiegend verliersicher in den Zellen gekapselt aufgenommen ist. Weiter ist erkannt worden, dass die Trägerlage und die Abdecklage durch das Bindemittel miteinander verbunden und flächig homogen beabstandet werden können. Das Bindemittel verbindet die Abdecklage mit der Trägerlage und schließt das quellfähige Material verliersicher gekapselt zwischen der Trägerlage und der Abdecklage ein. Erfindungsgemäß bestehen die Wände der Zellen aus dem Bindemittel. Hierdurch ist sichergestellt, dass die quellfähigen Materialien an die Wände der Zellen angebunden sind. Ein Herausrieseln oder Herauslaufen des quellfähigen Materials aus dem Einsatz wird hierdurch wirksam vermieden. Weiter ist sicher gestellt, dass die Wände der Zellen die Trägerlage und die Abdecklage feuchteunabhängig auf einem nahezu konstanten Abstand zueinander halten. Über die gesamte Fläche des Einsatzes bewegt sich der Abstand daher feuchteunabhängig in einem gewissen, engen Wertebereich. Ein mit bloßem Auge sichtbares Ausbeulen des Einsatzes durch Feuchtigkeitsaufnahme findet nicht statt. Die Schaffung von Zellen in einer Schicht erlaubt weiter erfindungsgemäß die Fertigung von dünnen und sehr flexiblen Einsätzen, welche aus lediglich drei Lagen, nämlich der Trägerlage, der Schicht und der Abdecklage bestehen. Somit kann der Einsatz nach kostengünstiger Herstellung problemlos in Textilien verarbeitet werden und weist dauerhaft feuchteunabhängig eine nahezu konstante Dicke auf.
Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
Der Einsatz könnte bei Feuchtigkeitsaufnahme seine Dicke um maximal 5 % verändern, bzw. vergrößern. Hierdurch ist ein nahezu dickenkonstanter Einsatz realisiert. Vorteilhaft kann ein solcher Einsatz problemlos in Textilien verarbeitet und verwendet werden.
Die Wände könnten die Trägerlage und die Abdecklage beim Aufquellen des quellfähigen Materials auf einen Abstand zueinander zwingen, der maximal 5 % von dem Abstand im tockenen Zustand des Einsatzes abweicht. Hierdurch wird die eintretende Flüssigkeit gezwungen, sich in horizontaler Richtung im Einsatz auszubreiten. Die Dicke des Einsatzes im trockenen Zustand unterscheidet sich daher nahezu nicht von der Dicke des Einsatzes im durchnässten Zustand. Die Dicke des Einsatzes ist über dessen gesamte Fläche nahezu feuchteunabhängig konstant.
Das quellfähige Material könnte derart gekapselt aufgenommen sein, dass die Schicht bei aufgequollenem quellfähigen Material abdichtet. Die gekapselte Aufnahme des quellfähigen Materials in den Zellen erlaubt ein Verschließen der Zellen bei Aufquellen des quellfähigen Materials. Die Schicht kann dann als eigenständiges funktionelles Element die Abdichtfunktion erfüllen. Der Einsatz benötigt keine separaten Gitter und aufwendigen Spritzgusskonstruktionen, um die Quellung des quellfähigen Materials so zu steuern, dass eine Abdichtung gegenüber Luft und Wasser durch den Einsatz gegeben ist.
Die Zellen könnten durch das aufgequollene quellfähige Material verschlossen und ausgefüllt sein. Durch die Kapselung des quellfähigen Materials wird dieses in räumlich begrenzten und nahezu nicht ausdehnungsfähigen Zellen eingeschlossen. Das aufgequollene Material füllt die Zellen daher vollständig aus und verschließt diese gegen Durchtritt einer Flüssigkeit oder eines Gases.
Die Trägerlage und/oder die Abdecklage könnte als Vlies, Vliesstoff oder Textilie ausgestaltet sein bzw. könnten als Vliese, Vliesstoffe oder Textilien ausgestaltet sein, wobei die Zellen eine Schicht ausbilden und wobei die Größen der Zellen statistisch zufällig verteilt sind. Die Verwendung von Vliesen, Vliesstoffen oder Textilien erlaubt einen besonders flachen Aufbau des Einsatzes und macht diesen leicht deformierbar. Die statistisch zufällige Verteilung der Größen der Zellen stellt sicher, dass die Zellen mit einer sehr hohen Gleichmäßigkeit zwischen der Trägerlage und der Abdecklage verteilt sind. Hierdurch werden Fehlstellen wirksam vermieden. Durch die statistisch zufällige Verteilung der Größen der Zellen werden auch Zellen mit mikroskopischer Ausdehnung geschaffen. Durch Zellen mikroskopischer Ausdehnung wird die Reaktionszeit des in den Zellen gekapselt aufgenommenen quellfähigen Materials und damit die Zeit bis zur Abdichtung durch den Einsatz sehr stark verkürzt. Des Weiteren wird realisiert, dass sehr kleine Mengen quellfähigen Materials in den Zellen gekapselt aufgenommen werden können. Hierdurch wird eine schnelle Kinetik realisiert, die ein schnelles Ansprechverhalten des quellfähigen Materials auf Flüssigkeit bewirkt. Dadurch ist eine dynamische Porosität des Einsatzes geschaffen, die sich durch ein rasches Abdichten gegen Flüssigkeitsdurchtritt und eine schnelle Trocknung bei Ausbleiben von Feuchtigkeit auszeichnet.
Der geometrische Aufbau der Zellen könnte regellos sein. Ein regelloser geometrischer Aufbau der Zellen zeigt überraschenderweise eine sehr rasche Flüssigkeitsverteilung in der Schicht, in welcher sich die Zellen befinden. Durch die statistisch zufällige Verteilung der Größen bzw. der Ausdehnung der Zellen in Kombination mit deren regellosen Aufbau treten Kapillareffekte auf, die zu einer sehr schnellen Verteilung der Flüssigkeit innerhalb der Schicht führen.
Die Wände der Zellen könnten derart steif ausgebildet sein, dass die
Trägerlage und die Abdecklage sowohl bei nicht aufgequollenem als auch bei aufgequollenem quellfähigem Material auf einem Abstand zueinander gehalten sind, der maximal 5 % von dem Abstand im tockenen Zustand des Einsatzes abweicht. Hierdurch fungieren die Wände der Zellen als Abstandshalter zwischen Trägerlage und Abdecklage. Über eine gesamte Fläche des
Einsatzes weist der Einsatz eine nahezu konstante Dicke auf, da sich die Dicke der Schicht zwischen Trägerlage und Abdecklage durch das Aufquellen des quellfähigen Materials nahezu nicht ändert. Die Dicke des Einsatzes bei nicht aufgequollenem quellfähigem Material ist nahezu gleich der Dicke bei aufgequollenem quellfähigem Material. Die Wände der Zellen könnten die Schicht netzartig aufbauen. Durch den netzartigen Aufbau wird dem Einsatz eine hohe Flexibilität verliehen. Der Einsatz kann aufgerollt oder verbogen werden, ohne dass die Schicht zerbricht. Die netzartige Ausgestaltung lässt außerdem überraschenderweise eine zerstörungsfreie Dehnung des Einsatzes zu.
Das Bindemittel könnte als thermoplastische Polymerverbindung ausgestaltet sein. Thermoplasten lassen sich problemlos aufschmelzen und können mit anderen Stoffen stoffschlüssige Verbindungen eingehen. Vor diesem
Hintergrund ist konkret denkbar, dass sowohl die Abdecklage als auch die Trägerlage aus einem Vlies oder Vliesstoff gefertigt sind. Dabei ist denkbar, dass das quellfähige Material homogen mit dem Bindemittel gemischt oder in agglomerierter Form mit dem pulverförmigen Bindemittel kombiniert wird und auf der Trägerlage abgelegt wird. Nach Auflegen der Abdecklage kann dann das Bindemittel erwärmt werden, so dass dieses aufschmilzt. Nach dem Erkalten des Bindemittels sind die Trägerlage und die Abdecklage miteinander verbunden und sind die quellfähigen Materialien in Zellen gekapselt aufgenommen.
Das quellfähige Material könnte in Partikelform und/ oder in Faserform vorliegen. Hierdurch kann das quellfähige Material in rieselfähiger Form auf die Trägerlage aufgebracht werden.
Das quellfähige Material könnte mit dem Bindemittel zumindest teilweise agglomerierte Partikel bilden. Hierdurch wird das Aufbringen des quellfähigen Materials auf die Trägerlage erleichtert. Des Weiteren kann die Menge an quellfähigem Material verringert werden. Hierdurch kann eine relativ geringe Gewichtserhöhung bei Flüssigkeitsaufnahme erzielt werden. Das quellfähige Material könnte Superabsorber enthalten. Superabsorber zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine große Menge an Flüssigkeit binden können. In Absatz 15 der DE 10 2006 042 145 B3 sind quellfähige Materialien genannt, die in Partikelform oder in Faserform bei dem hier beschriebenen Einsatz verwendet werden können.
Das quellfähige Material könnte flüssige Superabsorber enthalten. Ein flüssiger Superabsorber kann als Suspension ausgestaltet sein. Flüssige Superabsorber können besonders homogen auf der Trägerlage verteilt werden. Ein flüssiger Superabsorber ist daher leicht aufzubringen. Insbesondere kann ein flüssiger Superabsorber in Form eines Musters auf die Trägerlage aufgebracht werden. Besonders bevorzugt könnte ein Superabsorber des Typs Sahara DEV 119 der Firma H & R ChemPharm, Großbritannien, verwendet werden.
Die Abdecklage könnte durch ein Hydrophilierungsmittel hydrophil ausgestaltet sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist sichergestellt, dass sich Wasser auf der Abdecklage homogen verteilt und gleichmäßig in die Zellen eindringen kann. Hierdurch wird ein gleichmäßiges Aufquellen des quellfähigen Materials realisiert. Das gleichmäßige Aufquellen führt zu einer gleichmäßigen Abdichtung über die gesamte Fläche des Einsatzes bzw. über die gesamte Fläche der Abdecklage.
Die hydrophil ausgerüstete Abdecklage dient des Weiteren als Diffusionsschicht, dient nämlich der horizontalen Verteilung des eindringenden Wassers, damit die nachfolgende Schicht gleichmäßig mit dem eindringenden Wasser beaufschlagt wird. Des Weiteren ist die Abdecklage dafür verantwortlich, dass das im quellfähigen Material eingelagerte Wasser schnellstmöglich verdunsten kann. Dies wird erreicht, indem das Wasser durch Kapillarwirkung und Konzentrationsgradienten nach außen transportiert wird und somit verdunstet. Die Trägerlage könnte durch ein Hydrophobierungsmittel hydrophob ausgestaltet sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass in den Zellen eingelagertes Wasser und aufgequollenes, feuchtes quellfähiges Material durch die Trägerlage zurückgehalten wird und nicht mit dem Körper des Trägers eines textilen Produkts in Kontakt kommt. Hierdurch ist der Tragekomfort von textilen Produkten, insbesondere von Schuhen, durch einen effektiven Luftaustausch und durch Ableitung von Feuchtigkeit infolge von Schweißbildung deutlich verbessert.
Denkbar ist auch, die Abdecklage hydrophob auszurüsten. Hierdurch kann einmal eingedrungenes Wasser innerhalb des Einsatzes eingeschlossen werden.
Vor diesem Hintergrund könnte der Einsatz eine Luftdurchlässigkeit im trockenen Zustand von mindestens 200 dm3/(m2s), bevorzugt von mindestens 600 dm3/(m2s), bei einer Druckdifferenz von 200 mbar zwischen Anströmseite und Abströmseite aufweisen. Diese Werte haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um beim Menschen ein gutes Tragegefühl beim Tragen von textilen Produkten zu erzeugen.
Der Einsatz könnte eine Trocknungszeit bei Raumtemperatur von höchstens 20 Minuten, bevorzugt von höchstens 10 Minuten, aufweisen, in welcher sich die Masse des Einsatzes um mindestens 400 % verringert. Überraschenderweise zeigt der hier beschriebene Einsatz mit statistisch zufälliger Verteilung der Größen der Zellen diese sehr kurze Trocknungszeit. Der Träger eines textilen Produktes, welches mit dem hier beschriebenen Einsatz ausgerüstet ist, wird daher nach Durchnässung des Produkts nur wenige Minuten auf ein atmungsaktives und luftdurchlässiges textiles Produkt verzichten müssen. Der hier beschriebene Einsatz könnte besonders bevorzugt in oder an einem Schuh angeordnet sein. Die statistisch zufällig ausgebildete Zellstruktur sorgt dafür, dass sich das gekapselt aufgenommene quellfähige Material räumlich nur begrenzt ausdehnen kann. Damit ist der Einsatz gegenüber Luft- und Feuchtigkeitsdurchtritt abdichtbar. Die Quellung des quellfähigen Materials erfolgt überraschenderweise vornehmlich in horizontaler Richtung. Die Luftdurchlässigkeit im trockenen Zustand ist überraschenderweise um ein vielfaches höher als die Luftdurchlässigkeit bekannter
Wasserdampfdurchlässiger Membransysteme. Daher ist der Tragekomfort von Schuhen deutlich verbessert.
Vor diesem Hintergrund ist denkbar, dass der Schuh mit einem wasserabweisenden Obermaterial oder als Membranschuh, nämlich mit wasserdichter Folie oder wasserdampfdurchlässiger Membran, gefertigt ist. Der Einbau eines hier beschriebenen Einsatzes bewirkt ein angenehmes Trageklima durch gute Durchlüftung des Schuhs im Gebrauch. Nur bei Wassereintritt von außen verschließt der Einsatz sofort die Lufteintrittsöffnung und dichtet gegen das eindringende Wasser ab. Das Aufquellen des quellfähigen Materials in den räumlich begrenzten Zellen bewirkt eine Reduzierung der Porosität des Einsatzes auf nahezu null %. Neben der
Feuchtigkeitsaufnahme und der dauerhaften Abdichtung durch den Einsatz bei Eintritt von Feuchtigkeit ist es entscheidend, dass sich die Porosität bzw. die Luftdurchlässigkeit des Einsatzes bei Ausbleiben eindringender Feuchtigkeit schnellstmöglich regeneriert. Es ist gewünscht, dass die Porosität schnellstmöglich den Wert erreicht, den der Einsatz im trockenen Zustand zeigt. Dieses Verhalten wird dynamische Porosität genannt und erfolgt bei dem hier beschriebenen Einsatz reversibel nahezu ohne Änderung der physikalischen Eigenschaften des Einsatzes. Soweit hier von Zellen die Rede ist, ist es unerheblich, ob die Zellen geschlossen oder offen sind. Ähnlich wie in einer Schaumstoffschicht kann die Schicht, welche die Zellen aufweist, offenzellig oder geschlossenzellig ausgestaltet sein.
Der hier beschriebene Einsatz könnte als Belüftungseinsatz verwendet werden. Überraschend hat sich gezeigt, dass der hier beschriebene Einsatz in trockenem Zustand eine sehr hohe Gas- oder Dampfdurchlässigkeit aufweist. Bei aufgequollenem quellfähigem Material dichtet der Belüftungseinsatz sehr gut gegen Flüssigkeit und/ oder Gase ab.
Der hier beschriebene Einsatz könnte auch als Feuchteregulator verwendet werden. Durch die Verwendung als Feuchteregulator kann ein Mikroklima sehr stark beeinflusst werden. Überraschend hat sich gezeigt, dass ein hier beschriebener Einatz, welcher mit einem quellfähigen Material ausgerüstet ist, welches Superabsorber enthält, besonders gut Wasserdampf absorbieren und auch wieder abgeben kann. Überraschend haben sich die hier verwendeten Superabsorber als äußerst hygroskopisch erwiesen.
Vor diesem Hintergrund könnte ein hier beschriebener Einsatz als
Feuchteregulator in einem Schuh verwendet werden. Durch sein hohes Absorptionsvermögen kann der Einsatz ein sehr gutes, nämlich trockenes, Fussklima erzeugen. Dabei ist denkbar, dass der Einsatz vorzugsweise im Schuhschaft, nämlich dem Oberteil des Schuhs, angeordnet ist. Der Schuhschaft umfasst hierbei nicht die Sohle. Konkret könnte die Trägerlage als Obermaterial des Schuhs ausgestaltet sein, wobei die Abdecklage als Innenfutter des Schuhs ausgestaltet ist. Hierdurch sind ein kompakter, leichter und teilearmer Aufbau des Schuhs und eine kostengünstige Herstellung realisiert. Des Weiteren könnte der Einsatz als Feuchteregulator in Autoinnenräumen verwendet werden. Dabei ist konkret denkbar, dass Autositze mit dem Einsatz ausgerüstet werden. Schweiss eines Autofahrers kann vorteilhaft vom Rücken des Autofahrers weggeführt und vom Einsatz aufgenommen werden.
Nach alledem eignet sich der hier beschriebene Einsatz insbesondere für Verwendungen in Schuhen, Textilien und Sitzmöbeln.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.
In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Einsatzes,
Fig. 2 ein Diagramm, welches das Trocknungsverhalten von
Einsätzen zeigt,
Fig. 3 ein Diagramm, welches die Luftdurchlässigkeit von
Einsätzen im nassen und im trockenen Zustand zeigt, Fig. 4 ein Diagramm, in welchem die Wasserdichtheit von Einsätzen gegen die Zeit aufgetragen ist, und
Fig. 5 ein Diagramm, in welchem die Wasserdampfaufnahme eines Einsatzes mit der Wasserdampfaufnahme eines Vliesstoffs aus
Polyester verglichen wird.
Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Einsatz zur Anordnung in oder auf Textilien, umfassend eine Trägerlage 1 und eine Abdecklage 2, wobei zwischen der Trägeriage 1 und der Abdecklage 2 ein unter Flüssigkeitsaufnahme quellfähiges Material 3 in Partikelform in Zellen 4 gekapselt aufgenommen ist. Die Zellen 4 bilden eine Schicht 5 aus, in welcher das quellfähige Material 3 derart gekapselt aufgenommen ist, dass die Schicht 5 bei aufgequollenem quellfähigen Material 3 abdichtet. Die Abdichtung bewirkt, dass ein Gasstrom oder ein Flüssigkeitsstrom von der Abdecklage 2 zur Trägerlage 1 oder durch die Trägerlage 1 hindurch verhindert oder reduziert wird.
Die Trägeriage 1 und die Abdecklage 2 sind als Vliesstoffe ausgestaltet, wobei die Zellen 4 eine Schicht 5 ausbilden und wobei die Größen der Zellen 4 statistisch zufällig verteilt sind. Der geometrische Aufbau der Zellen 4 ist regellos. Bei den Zellen 4 handelt es sich nicht um regelmäßig aufgebaute geometrische Körper wie Oktaeder oder Quader, sondern um offenzellige oder geschlossenzellige Zwischenräume, die durch Wände 6 voneinander getrennt sind.
Die Trägeriage 1 und die Abdecklage 2 sind durch die Schicht 5 miteinander verbunden, wobei die Schicht aus einem Bindemittel gefertigt ist. Die Wände 6 der Zellen 4 bestehen aus Bindemittel und bauen die Schicht 5 netzartig auf. Das Bindemittel ist als thermoplastische Polymerverbindung ausgestaltet.
Die Wände 6 der Zellen 4 bestehen aus dem Bindemittel und sind derart steif ausgebildet, dass die Trägerlage 1 und die Abdecklage 2 sowohl bei nicht aufgequollenem als auch bei aufgequollenem quellfähigem Material 3 auf einem nahezu konstanten Abstand zueinander gehalten sind. Die Dicke des Einsatzes ändert sich nur um maximal 5 % bei Feuchtigkeitsaufnahme gegenüber dem trockenen Einsatz.
Das quellfähige Material 3 enthält Superabsorber. Die Abdecklage 2 ist durch ein Hydrophilierungsmittel hydrophil ausgestaltet und erlaubt eine homogene horizontale Verteilung des von außen in Pfeilrichtung eindringenden Wassers in der Schicht 5. Der kürzere Pfeil zeigt, dass das Wasser nach Durchtritt durch die Abdecklage 2 vom quellfähigen Material 3 absorbiert wird. Durch das Absorbieren des eindringenden Wassers quillt das quellfähige Material 3 auf und verschließt die Zellen 4. Die Schicht 5 dichtet ab. Der größere Pfeil zeigt schematisch, dass Luft im trockenen Zustand durch die Abdecklage 2, die Schicht 5 und die Trägerlage 1 hindurchtreten kann.
Die Trägerlage 1 ist durch ein Hydrophobierungsmittel hydrophob ausgestaltet und verhindert, dass eindringendes Wasser oder aufgequollenes, feuchtes quellfähiges Material mit dem Träger eines textilen Produktes in Kontakt treten kann.
Der soeben beschriebene Einsatz kann gemäß der Ausführungsbeispiele in folgender Weise aufgebaut sein:
Ausführungsbeispiel 1 : Die Trägerlage 1 besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff aus Polyester, der ein Flächengewicht von 100 g/m2 aufweist. Dieser Vliesstoff ist hydrophob ausgerüstet. Das Bindemittel besteht aus einem Polyethylenpuder einer mittleren Korngröße von 200 - 400 μm. Das Polyethylenpuder wird von der Firma Sabic unter dem Namen Sabic LDPE 1695 Z vertrieben. Das quellfähige Material 3 besteht aus einem Superabsorberpulver mit einer mittleren Korngröße von 80 bis 160 μm. Das Superabsorberpulver wird von der Firma Sumitomo Seika Chemicals Co. unter dem Namen Aqua Keep 10 SH-MB 3 vertrieben.
Das Polyethylenpuder und das quellfähige Material 3 werden homogen gemischt und auf die Trägerlage 1 aufgebracht. Danach wird die Abdecklage 2 auf die homogene Mischung aus quellfähigem Material 3 und Bindemittel aufgebracht. Die Abdecklage 2 besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff aus Polyester mit einem Flächengewicht von 100 g/m2. Die
Abdecklage 2 ist hydrophil ausgerüstet. Durch eine thermische Kaschierung von Trägerlage 1 und Abdecklage 2 wird das Bindemittel aufgeschmolzen und werden die Zellen 4 erzeugt, welche das quellfähige Material 3 gekapselt einschließen.
Ausführungsbeispiel 2:
Die Trägerlage 1 besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff aus Polyester, der ein Flächengewicht von 100 g/m2 aufweist. Dieser Vliesstoff ist durch ein Hydrophobierungsmittel hydrophob ausgerüstet. Das Bindemittel besteht aus einem Polyethylenpuder einer mittleren Korngröße von 200 - 400 μm. Das Polyethylenpuder wird von der Firma Sabic unter dem Namen Sabic LDPE 1695 Z vertrieben. Das quellfähige Material 3 besteht aus einem Superabsorberpulver mit einer mittleren Korngröße von 80 bis 160 μm. Das Superabsorberpulver wird von der Firma Sumitomo Seika Chemicals Co. unter dem Namen Aqua Keep 10 SH-MB 3 vertrieben.
Das Polyethylenpuder wird in einem regelmäßigen Muster auf die Trägerlage 1 aufgebracht. Das quellfähige Material 3 wird in Zwischenräume des Musters verbracht, die nicht mit Polyethylenpuder belegt sind. Danach wird die Abdecklage 2 auf das quellfähige Material 3 und das Bindemittel aufgebracht. Die Abdecklage 2 besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff aus Polyester mit einem Flächengewicht von 100 g/m2. Die Abdecklage 2 ist durch ein Hydrophilierungsmittel hydrophil ausgerüstet. Durch eine thermische Kaschierung von Trägerlage 1 und Abdecklage 2 wird das Bindemittel aufgeschmolzen und werden die Zellen 4 erzeugt, welche das quellfähige Material 3 gekapselt einschließen.
Ausführungsbeispiel 3:
Die Trägerlage 1 besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff aus Polyester, der ein Flächengewicht von 100 g/m2 aufweist. Dieser Vliesstoff ist durch ein Hydrophobierungsmittel hydrophob ausgerüstet. Das Bindemittel besteht aus einem Polyethylenpuder einer mittleren Korngröße von 200 - 400 μm. Das Polyethylenpuder wird von der Firma Sabic unter dem Namen Sabic LDPE 1695 Z vertrieben. Das quellfähige Material 3 besteht aus einem flüssigen Superabsorber. Es wird ein flüssiger Superabsorberdes des Typs Sahara DEV 119 der Firma H & R ChemPharm, Großbritannien, verwendet.
Das Polyethylenpuder wird in einem regelmäßigen Muster auf die Trägerlage 1 aufgebracht. Das quellfähige Material 3 wird in Zwischenräume des Musters verbracht, die nicht mit Polyethylenpuder belegt sind. Danach wird die Abdecklage 2 auf das quellfähige Material 3 und das Bindemittel aufgebracht. Die Abdecklage 2 besteht aus einem wasserstrahlverfestigten Vliesstoff aus Polyester mit einem Flächengewicht von 100 g/m2. Die Abdecklage 2 ist durch ein Hydrophilierungsmittel hydrophil ausgerüstet. Durch eine thermische Kaschierung von Trägerlage 1 und Abdecklage 2 wird das Bindemittel aufgeschmolzen und werden die Zellen 4 erzeugt, welche das quellfähige Material 3 gekapselt einschließen.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in welchem die Massenänderung zweier nasser Einsätze gemäß Ausführungsbeispiel 1 gegen die Zeit in Minuten aufgetragen ist. Die Massenänderung ist in Prozent angegeben. Bei einer Raumtemperatur von 18 bis 25 0C zeigen beide Einsätze eine Trocknungszeit von höchstens 20 Minuten, bevorzugt von höchstens 10 Minuten, in welcher sich die Masse der Einsätze um mindestens 400 % verringert. Im Diagramm gemäß Fig. 2 sind zwei Messungen aufgetragen, die nahezu deckungsgleich sind. Die erste Messung (= 1. Messung im Diagramm) wurde an einem ersten Einsatz, die zweite Messung (= 2. Messung im Diagramm) an einem zweiten Einsatz gemäß Ausführungsbeispiel 1 durchgeführt. Fig. 2 dokumentiert anschaulich die hohe dynamische Porosität der Einsätze. Des Weiteren belegt Fig. 2, dass die Einsätze reversibel durchnäss- und trockenbar sind.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in welchem die Luftdurchlässigkeit vier verschiedener Einsätze (Nr. 1 bis 4 aufgetragen auf der x-Achse) im trockenen (= trocken im Diagramm) und im nassen (= nass im Diagramm) Zustand dargestellt ist. Alle vier Einsätze wurden analog zum Ausführungsbeispiel 1 gefertigt und zeigten eine Dicke von 1 ,1 mm. Fig. 3 zeigt, dass die untersuchten Einsätze im trockenen Zustand eine Luftdurchlässigkeit von mindestens 200 dm3/(m2 s), bevorzugt von mindestens 600 dm3/(m2s), bei einer Druckdifferenz zwischen Anströmseite und Abströmseite von 200 mbar zeigen. Die Messung der Luftdurchlässigkeit wurde gemäß DIN EN ISO 9237 durchgeführt. Fig. 4 zeigt ein Diagramm, in welchem die Wasserdichtheit in % von zwei Einsätzen (Version 1 und Version 2) in Abhängigkeit von einer Reaktionszeit in Sekunden verglichen wird. Die Wasserdichtheit wurde durch ein Pfaff Nahtdichtprüfgerät bei 0,2 bar durchgeführt. Als Wasser wurde Leitungswasser mit 15-20° deutscher Härte verwendet.
Bei der Version 1 des Einsatzes handelte es sich um einen Einsatz, dessen Trägerlage 1 und Abdecklage 2 jeweils als wasserstrahlverfestigte Vliesstoffe aus Polyester mit je einem Flächengewicht von 100 g/m2 ausgestaltet waren. Die Schicht 5 umfasste 160 g/m2 des in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 genannten Polyethylenpuders als Bindemittel und 80 g/m2 des in den zuvor genannten Ausführungsbeispielen genannten quellfähigen Materials 3. Bei der Version 2 des Einsatzes handelte es sich um einen Einsatz, dessen Trägerlage 1 und Abdecklage 2 jeweils als wasserstrahlverfestigte Vliesstoffe aus Polyester mit je einem Flächengewicht von 100 g/m2 ausgestaltet waren. Die Schicht 5 umfasste 80 g/m2 des in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 genannten Polyethylenpuders als Bindemittel und 40 g/m2 des in den zuvor genannten Ausführungsbeispielen genannten quellfähigen Materials 3. Man erkennt aus diesem Diagramm, wie die Wasserdichtheit in Abhängigkeit von der Menge des quellfähigen Materials 3 eingestellt werden kann. Version 1 (= Version 1 im Diagramm) zeigt eine viel kürzere Reaktionszeit bis zum Erreichen einer Wasserdichtheit von 100 % als Version 2 (=Version 2 im Diagramm).
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, in welchem die Wasserdampfaufnahme eines Einsatzes mit der Wasserdampfaufnahme eines herkömmlichen Vliesstoffes aus Polyester verglichen wird. Der Vliesstoff aus Polyester (= Polyestermaterial im Diagramm) wies ein Flächengewicht von 150 g/m2 auf. Der Einsatz, der als Feuchteregulator verwendet wurde (= Feuchteregulator im Diagramm), wies eine Trägerlage 1 und eine Abdecklage 2 mit einem Flächengewicht von jeweils 70 g/m2 auf. Das Bindemittel, nämlich das in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 genannte Polyethylenpuder, wurde mit einem Flächengewicht von 30 g/m2 aufgetragen. Das in den zuvor genannten Ausführungsbeispielen genannte quellfähige Material 3 wurde mit einem Flächengewicht von 30 g/m2 aufgetragen. Überraschend nimmt der Einsatz bei 90% relativer Feuchte der Umgebung und bei einer Umgebungstemperatur von 23° C eine
Wasserdampfmasse von über 50 mg pro cm3 Einsatz auf. Sobald man die relative Feuchte auf 50 % reduziert, gibt der Einsatz über 40 mg Wasserdampfmasse an die Umgebung ab. Im Gegensatz zum Einsatz nimmt der Vliesstoff aus Polyester nur wenige mg Wasserdampfmasse bei der relativen Feuchte von 90% auf.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor ausgewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims

Patentansprüche
1. Einsatz zur Anordnung in oder auf Textilien, umfassend eine Trägerlage (1 ) und eine Abdecklage (2), wobei zwischen der Trägerlage (1 ) und der Abdecklage (2) ein unter Flüssigkeitsaufnahme quellfähiges Material (3) in Zellen (4) gekapselt aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (4) eine Schicht (5) ausbilden, welche die Trägerlage (1) und die Abdecklage (2) miteinander verbindet, wobei die Zellen (4) Wände (6) aus einem Bindemittel aufweisen, welche die Trägerlage (1 ) und die Abdecklage (2) verbinden und beabstanden.
2. Einsatz nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Änderung seiner Dicke um maximal 5 % bei Feuchtigkeitsaufnahme.
3. Einsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (6) die Trägerlage (1 ) und die Abdecklage (2) beim Aufquellen des quellfähigen Materials (3) auf einen Abstand zueinander zwingen, der maximal 5 % von dem Abstand im tockenen Zustand des Einsatzes abweicht.
4. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (3) derart gekapselt aufgenommen ist, dass die Schicht (5) bei aufgequollenem quellfähigen Material (3) abdichtet.
5. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellen (4) durch das aufgequollene quellfähige Material (3) verschlossen und ausgefüllt sind.
6. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlage (1 ) und/ oder die Abdecklage (2) als Vlies, Vliesstoff oder Textilie ausgestaltet ist, wobei die Zellen (4) eine Schicht (5) ausbilden und wobei die Größen der Zellen (4) statistisch zufällig verteilt sind.
7. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Aufbau der Zellen (4) regellos ist.
8. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (6) der Zellen (4) derart steif ausgebildet sind, dass die Trägerlage (1 ) und die Abdecklage (2) sowohl bei nicht aufgequollenem als auch bei aufgequollenem quellfähigem Material (3) auf einem Abstand zueinander gehalten sind, der maximal 5 % von dem Abstand im tockenen Zustand des Einsatzes abweicht.
9. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (6) der Zellen (4) die Schicht (5) netzartig aufbauen.
10. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel als thermoplastische Polymerverbindung ausgestaltet ist.
11. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (3) in Partikelform und/ oder Faserform vorliegt.
12. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (3) mit dem Bindemittel zumindest teilweise agglomerierte Partikel bildet.
13. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (3) Superabsorber enthält.
14. Einsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das quellfähige Material (3) flüssige Superabsorber enthält.
15. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdecklage (2) durch ein Hydrophilierungsmittel hydrophil ausgestaltet ist.
16. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerlage (1) durch ein Hydrophobierungsmittel hydrophob ausgestaltet ist.
17. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch eine Luftdurchlässigkeit im trockenen Zustand von mindestens 200 dm^m^), bevorzugt von mindestens 600 dm3/(m2s), bei einer Druckdifferenz von 200 mbar zwischen Anströmseite und Abströmseite.
18. Einsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine Trocknungszeit bei Raumtemperatur von höchstens 20 min, bevorzugt von höchstens 10 min, in welcher sich die Masse des Einsatzes um mindestens 400 % verringert.
19. Verwendung eines Einsatzes nach einem der voranstehenden Ansprüche als Feuchteregulator.
20. Verwendung eines Einsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in Schuhen, Textilien oder Sitzmöbeln.
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