Verbesserte Superabsorber enthaltende Textilien Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Superabsorber enthaltende Textilien, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung zur Wasserabsorption einschließlich der Verwendung zur Feuchtigkeitsregulierung. Die Erfindung betrifft insbesondere Superabsorber enthaltende Textilien, in denen die Verteilung von Flüssigkeit verbessert ist.
Superabsorber enthaltende Textilien sind bekannt. In solchen Textilien ist Superabsorber ein Bestandteil der Textilie, er wird beispielsweise durch Polymerisation einer entsprechenden, auf die Textilie aufgebrachten Monomerlösung oder Monomersuspensi- on auf der Textilie erzeugt oder als fertiger pulver- oder faserförmiger Superabsorber bei der Herstellung der Textilie in diese eingebracht.
Superabsorber selbst sind ebenfalls bekannt. Für derartige Materialien sind auch Bezeichnungen wie„hochquellfähiges Polymer"„Hydrogel" (oft auch für die trockene Form verwendet),„Hydrogel bildendes Polymer",„Wasser absorbierendes Polymer", „absorbierendes gelbildendes Material",„quellfähiges Harz",„wasserabsorbierendes Harz" oder ähnliche gebräuchlich. Es handelt sich dabei um vernetzte hydrophile Polymere, insbesondere Polymere aus (co)polymerisierten hydrophilen Monomeren, Pfropf(co)polymere von einem oder mehreren hydrophilen Monomeren auf einer geeigneten Pfropfgrundlage, vernetzte Cellulose- oder Stärkeether, vernetzte Carboxy- methylcellulose, teilweise vernetztes Polyalkylenoxid oder in wässrigen Flüssigkeiten quellbare Naturprodukte, wie beispielsweise Guarderivate, wobei wasserabsorbierende Polymere auf Basis teilneutralisierter Acrylsäure am weitesten verbreitet sind. Die wesentlichen Eigenschaften von Superabsorbern sind ihre Fähigkeiten, ein Vielfaches ihres Eigengewichts an wässrigen Flüssigkeiten zu absorbieren und die Flüssigkeit auch unter gewissem Druck nicht wieder abzugeben. Der trockene Superabsorber wandelt sich bei Flüssigkeitsaufnahme in ein Gel, bei der üblichen Wasseraufnahme entsprechend in ein Hydrogel um. Die Vernetzung ist für synthetische Superabsorber wesentlich und ein wichtiger Unterschied zu üblichen reinen Verdickern, da sie zur Unlöslichkeit der Polymeren in Wasser führt. Lösliche Substanzen wären als Superabsor- ber nicht brauchbar. Das mit weitem Abstand wichtigste Einsatzgebiet von Superabsorbern ist das Absorbieren von Körperflüssigkeiten. Superabsorber werden beispielsweise in Windeln für Kleinkinder, Inkontinenzprodukten für Erwachsene oder Damen- hygieneprodukten verwendet. Andere Anwendungsgebiete sind beispielsweise die als wasserzurückhaltende Mittel im landwirtschaftlichen Gartenbau, als Wasserspeicher zum Schutz vor Feuer, zur Flüssigkeitsabsorption in Lebensmittelverpackungen oder ganz allgemein zur Absorption von Feuchtigkeit.
Der Stand der Technik zu Superabsorbern wird beispielsweise in der Monographie
"Modern Superabsorbent Polymer Technology", F.L. Buchholz und AT. Graham, Wiley-VCH, 1998, Seiten 69 bis 1 17, zusammenfassend beschrieben.
WO 01/56625, EP-A 1 178 149 und US 5,962,068 beschreiben Verfahren zur Herstel- lung wasserabsorbierender Textilien, bei denen wasserabsorbierende Polymere auf ein Trägermaterial aufpolymerisiert werden. WO 2006/106096 A1 beschreibt feuchtigkeits- regulierende Textilien, die mindestens ein flächiges Trägermaterial, mindestens eine wasserlösliche hygroskopische Substanz und mindestens einen in Gegenwart der wasserlöslichen hygroskopischen Substanz auf das Trägermaterial aufpolymerisierten Su- perabsorber enthalten. JP-A 05-105705 betrifft nichtzerfließende Trockenmittel, bestehend aus einem Trägermaterial und hygroskopischen Salzen, wobei die hygroskopischen Salze mittels Superabsorber auf dem Trägermaterial fixiert werden.
WO 2007/023085 A1 lehrt feuchtigkeitsregulierende Textilien, die beim Kontakt mit relativ hohen Flüssigkeitsmengen (beispielsweise beim Verschütten von Flüssigkeit auf der Textilie) keine unerwünschten Unebenheiten bilden. Die feuchtigkeitsregulierenden Textilien von WO 2007/023086 A1 enthalten einen Weichmacher, um unerwünschte Steifigkeit zu vermeiden.
Die WO 00/6431 1 offenbart Textilien, bei denen Superabsorber auf ein Trägermaterial polymerisiert wurden. Die Textilien werden zur Feuchtigkeitsregulierung in Sitzpolstern verwendet. WO 2004/067826 A1 lehrt mehrschichtige textile Flächengebilde, insbesondere solche aus einseitig maschenbeschichteten Vliesstoffen, die Funktionsmittel wie zum Beispiel Superabsorber enthalten können und als Polsterstoff geeignet sind. Die DE 40 01 207 A1 , DE 40 34 920 A1 , DE 41 27 337 A1 , DE 42 06 895 A1 ,
DE 197 26 810 C1 und DE 198 09 156 A1 betreffen die Verwendung feuchtigkeitsregu- lierender Textilien in Sitzmöbeln, insbesondere in Kraftfahrzeugsitzen.
Eine stete Aufgabe bei der Anwendung von Superabsorbern ist es, die zu absorbierende Flüssigkeit gut über die zur Verfügung stehende Superabsorbermenge zu verteilen. Dies ist besonders bei Hygieneartikeln der Fall, in die zu absorbierende Flüssigkeit lokal konzentriert und in vergleichsweise hoher Menge in kurzer Zeit eingebracht wird, kann aber auch in anderen Anwendungen relevant sein, wenn beispielsweise auf eine klimaregulierende Schicht eines Polsters Flüssigkeit verschüttet wird. Quillt dabei nur lokal Superabsorber auf, bildet sich eine Gelschicht, die weiteren Flüssigkeitseintritt blockiert (das sogenannte„gel-blocking"), sind die Abstände zwischen den Gelpartikeln zu hoch, läuft die Flüssigkeit durch. In Hygieneartikeln, genauer gesagt in ihrem„Absorptionskern" (oft auch„Windelkern" oder nur„Kern" genannt) werden daher meist Flüssigkeitsverteilschichten integriert, die für gleichmäßige Verteilung in eine Flüssigkeitsspeicherschicht sorgen. In dieser Speicherschicht ist die gesamte Menge oder zumindest die überwiegende Menge an Superabsorber enthalten, der die aufgegebene Flüssigkeit dauerhaft absorbiert. Er ist in der Speicherschicht typischerweise mit Cellu-
losefasern („Fluff") vermischt, um für Flüssigkeitstransport innerhalb der Speicherschicht zu sorgen.
US 5,728,085 beschreibt einen Hygieneartikel, bei dem Zellstoff-Rollenware direkt und ohne die sonst übliche weitere Auflockerung als Absorptionsschicht verwendet wird. US 2002/0 123 728 A1 lehrt eine Flüssigkeitsverteilschicht für Hygieneartikel, in der vernetzte und unvernetzte Cellulosefasern kombiniert sind.
Nach der Lehre von WO 2005/094 749 A2 wird das Problem der Flüssigkeitsverteilung dadurch gelöst, dass bei relativ niedrigem Gehalt an Fluff ein Superabsorber verwendet wird, der selbst hohe Fähigkeit zur Flüssigkeitsweiterleitung aufweist und mit hydrophilem dendritischem Polymer und wasserunlöslichem Phosphat kombiniert ist.
US 6,140,550 offenbart eine vergleichsweise offene, aus Fasern gebildete Struktur wie etwa einen offenzelligen Polyurethanschaum, der Superabsorber enthält. Die offene Struktur erlaubt ungehinderten Eintritt von Flüssigkeit. Diese Struktur kann auch mit weiteren Flächengebilden wie etwa Vliesen aus hydrophilen Fasern laminiert sein. US 5,451 ,452 kombiniert einen Superabsorber in Schaumform mit einer textilen Lage zur Flüssigkeitsverteilung.
Nach der Lehre von WO 95/35 081 A1 werden in einem Hygieneartikel in den im Wesentlichen aus Faservlies oder Watte (oft mit dem englischen Begriff„Fluff" bezeichnet) und Superabsorber aufgebauten Absorptionskörper eines Hygieneartikels Streifen aus dichterem Material eingebaut, um eintretende Flüssigkeit besser im Absorptionskörper zu verteilen. WO 01/21 122 A1 lehrt Absorptionskörper, in denen Superabsorber konzentriert in Längsstreifen durch eine Fluff-Matrix angeordnet ist. Die insbesondere nach einer ersten Quellung des Superabsorbers entstehende Kannelierung fördert die Verteilung von Flüssigkeit. WO 97/40 223 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Vlieses mit unterschiedlichen Porengrößen, Eine derartige Struktur weist bessere Flüssigkeitsverteilung auf.
WO 03/053 483 A1 lehrt eine Decklage für einen Hygieneartikel, die zwar aus hydro- phobem Material gefertigt, aber an der Oberfläche dauerhaft hydrophiliert wurde. Das bewirkt verbesserte Flüssigkeitsverteilung in den Absorptionskörper unter der Decklage.
US 2004/0 254 551 A1 offenbart einen Absorptionskern für Hygieneartikel, der auch ohne Flüssigkeitsverteilschichten auskommt und in dem Fluff, Superabsorber, Bindeelemente (z. B. Zweikomponentenfasern) und dünne Hohlfasern kombiniert sind.
WO 94/24 975 A1 lehrt die Verwendung von dünnen hydrophilen Fasern neben Fluff im Kern, um die Flüssigkeitsverteilung zu verbessern.
Bei Superabsorber enthaltenden Textilien stellt sich ein Zusatzproblem. Werden derar- tige Materialien durch Aufsprühen einer Monomermischung auf die Textilie und anschließende Polymerisation erzeugt, so entstehen fest haftende Superabsorberpartikel, was im Allgemeinen erwünscht ist. Dazu ist es allerdings wünschenswert, dass die Textilie relativ offenporig ist, da ansonsten die aufgesprühte Monomermischung nur auf der Oberfläche der Textilie verbleibt und nach Polymerisation eine vergleichsweise harte Superabsorber-Oberflächenschicht mit wenig Lücken zwischen den Superabso- rerpartikeln entsteht, die ausgeprägtes„gel-blocking" zeigt. Die Textilie büßt dadurch zudem ganz erheblich an Flexibilität ein, was in Anwendungen wie als Speicherschicht in Hygieneartikel oder als feuchtigkeitsregulierende Schicht in Polstern unerwünscht ist. Wird jedoch eine sehr offenporige Textilie verwendet, wird aufgebrachte Flüssigkeit oft nur in nicht zufriedenstellender Weise absorbiert, da die offenporige Textilie selbst Flüssigkeiten nur schlecht Zwischenspeichern und verteilen kann. Ein erheblicher Anteil aufgebrachter Flüssigkeit läuft dann lediglich durch die Textilie hindurch.
Es besteht demnach die Aufgabe, eine verbesserte Superabsorber enthaltende Textilie zu finden. Insbesondere sollte sie besser als vorbekannte Textilien dazu in der Lage sein, aufgebrachte Flüssigkeit in sich zu verteilen, so dass diese Flüssigkeit vom enthaltenen Superabsorber möglichst vollständig absorbiert werden kann. Daneben sollte die Textilie möglichst wenig von ihrer Flexibilität einbüßen und Superabsorber sollte in vorteilhafter Weise auf sie aufgebracht werden können.
Demgemäß wurden eine verbesserte Superabsorber enthaltende Textilie gefunden, die nach der Aufbringung von Superabsorber eingebrachte hydrophile Fasern enthält.
Weiterhin wurde ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Anwendungen gefunden.
Es wurde festgestellt, dass mit der erfindungsgemäßen Textilie und dem Verfahren zu ihrer Herstellung einerseits erreicht wird, dass eine relativ offenporige Textilie mit Superabsorber versehen werden kann, aber die Flüssigkeitsverteilung durch die zusätzlich eingebrachten hydrophilen Fasern deutlich verbessert wird.
Die Textilie kann grundsätzlich jede Art von Textilie sein, auf die Superabsorber aufgebracht werden kann. Textilien sind flexible Faserverbünde, insbesondere flächige flexible Faserverbünde. Derartige Faserverbünde weisen neben Fasern Zwischenräume (oft auch„Poren" genannt) zwischen den Fasern auf. Im Rahmen dieser Erfindung sind Textilien insbesondere textile Halb- und Fertigfabrikate wie Bänder, Faservliese (d.h., Faserverbünde, die durch eigene Haftung der Fasern zusammengehalten werden)
oder Vliesstoffe (dies sind zusätzlich verfestigte Faservliese), Filze (Walkfilze, Nadelfilze), Gewebe, Bobinets, Geflechte, Gewirke und Gestricke, Netztuche, Spitzen, Stickereien, Nähwirkstoffe, Nadelflore, Mischformen daraus, sowie daraus hergestellte textile Fertigwaren. Die grundlegenden Definitionen von Textilien sowie anderer einschlägiger Begriffe aus diesem Fachgebiet sind in DIN 60000 (Januar 1969) niedergelegt. Im Rahmen dieser Erfindung können auch offenzellige flächige Schäume wie Textilien verwendet werden und werden vom Begriff Textilien mit erfasst. Vor allem aus wirtschaftlichen Gründen werden für die hier in Rede stehenden Anwendungsbereiche ganz überwiegend Vliese verwendet, je nach Anwendungszweck ohne oder mit zusätz- licher Verfestigung über die eigene Haftung der Fasern hinaus. Vliese sind für die vorliegende Erfindung im Wesentlichen aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugte Textilien. Wenn bei der Beschreibung der hier vorliegenden Erfindung von„Vlies" die Rede ist, steht dieser Begriff daher synonym für Textilien. Materialien wie die hier in Rede stehenden Superabsorber enthaltenden Textilien werden auch oft pauschal„Superabsor- bervliese" oder„mit Superabsorber beschichtete Vliese" genannt.
Die erfindungsgemäße Textilie umfasst mindestens eine Textilie als flächiges Trägermaterial und mindestens einen Superabsorber. Sie kann weitere Bestandteile enthalten, insbesondere solche, die als Bestandteile von Superabsorbervliesen bereits be- kannt sind. Beispiele solcher weiteren Bestandteile sind hygroskopische Substanzen oder Weichmacher.
Zu erfindungsgemäß geeigneten Vliesen zählen insbesondere solche aus Kunststofffasern. Die Kunststofffasern können aus allen Polymeren hergestellt werden, aus denen Fasern geformt und aus deren Fasern ein Vlies hergestellt werden kann. Beispiele geeigneter Polymeren sind Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen und dergleichen, Polyester wie Polyethylenterephthalat und dergleichen, Polyamide wie Polyamid 6, Polyamid 6.6, Poly(iminocarboxylpentamethylen) und dergleichen, Acrylfasern und modifiziertes Cellulosematerial wie Celluloseacetat und Rayon sowie deren Mischun- gen und Copolymere.
Die Herstellung der Kunststofffasern kann durch Schmelzblasen, im Spinnvliesverfahren, durch Extrusion und Verstrecken oder sonstige dem Fachmann bekannte Nass-, Trocken- und Schmelzspinnverfahren erfolgen. Die Kunststofffasern, aus denen das Vlies gebildet wird, können eine endliche Länge aufweisen oder im Wesentlichen endlos sein. Werden die Kunststofffasern beispielsweise durch Schmelzblasen gebildet, können sie im wesentlichen endlos sein (wenige sichtbare Enden). Werden die Fasern durch Extrusion und Verstrecken zu einem Spinnkabel oder Spinnband hergestellt, kann man dieses so verwenden oder auch zu Stapelfasern mit einer Länge von bei- spielsweise etwa 25 Millimetern bis etwa 75 Millimetern oder Kurzschnittfasern mit einer Länge von etwa 1 Millimeter bis etwa 25 Millimetern zerschneiden. Die Kunststoff-
fasern können in geeigneter Weise einen mikroskopisch mit dem Lichtmikroskop und dem kalibrierten Stufenmikrometer oder durch Ausmessung von rasterelektronenmik- roskopischen Aufnahmen bestimmten maximalen Querschnitt von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 50 Mikrometer aufweisen.
Die Herstellung des Vlieses kann direkt durch Nass- oder Trockenformung, im Spinnvlies- oder Schmelzblasverfahren erfolgen, beispielsweise durch Kardieren oder Vliesbildung im Luftstrom („airlaids") von Stapel- oder Kurzschnittfasern erfolgen. Auch andere dem Fachmann bekannte Verfahren zur Herstellung von Vliesen sind zur Anwen- dung bei der vorliegenden Erfindung geeignet. Das Vlies kann anschließend durch thermisch oder mechanisch verfestigt werden. Zu den dem Fachmann bekannten Verfahren zum Verfestigen von Vliesen zählen Thermobonding, Punktbonding, Pulverbonding, Ultraschallbonding, chemisches Bonding, mechanische Nadelung, Wasserstrahl- Bonding, Vernähen und dergleichen.
Die Fasern können homogene Fasern oder auch Mehrkomponentenfasern, insbesondere Bikomponentenfasern wie Kern-Mantel- oder Seite-an-Seite-Fasern sein.
Das Vlies kann aus einem einzigen Typ von Kunststofffaser bestehen oder aus ver- schiedenen Polymeren gebildete Kunststofffasern mit verschiedenen Faserlängen oder -durchmessern enthalten. Das Vlies kann zum Beispiel eine Mischung aus (1 ) Bikomponentenfasern mit Polyethylenmantel und Polypropylenkern, die einen größten Querschnittsdurchmesser von etwa 20 Mikrometern und eine Länge von etwa 38 Millimetern aufweisen, und (2) Polyesterfasern (Polyethylenterephthalat) mit einem größten Quer- Schnittsdurchmesser von etwa 25 Mikrometern und einer Länge von etwa 38 Millimetern enthalten. Die Fasern 1 und 2 können in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 99 bis 99 : 1 vorliegen. Die Fasern können gleichmäßig gemischt oder auf einander gegenüberliegenden ebenen Oberflächen des Vlieses angereichert vorliegen. Ein geeignetes Vlies besteht im Allgemeinen aus mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, in besonders bevorzugter Form mindestens 25 Gew.-% und in ganz besonders bevorzugter Form mindestens 50 Gew.-% Kunststofffaser. Der Gewichtsanteil Kunststofffaser kann 100 Gew.-% sein. Neben den Kunststofffasern kann das Vlies aber auch 0 bis 90 Gew.-% einer Nichtkunststofffaser wie Zellstoff-Fluff, Baumwoll-Linters, Baumwolle und dergleichen enthalten.
Im Allgemeinen weisen die Polymere, aus denen die Kunststofffasern des Vlieses gebildet sind, inhärent hydrophobe Eigenschaften auf. Dabei wird ein Material als "hydrophob" bezeichnet, wenn der Kontaktwinkel zwischen Wasser und dem Material größer als 90 Grad ist. Als "hydrophil" wird ein Material bezeichnet, wenn der Kontaktwinkel zwischen Wasser und dem Material kleiner als 90 Grad ist. Im Rahmen der vorliegen-
den Erfindung wird ein polymeres Material als "inhärent" hydrophob oder hydrophil erachtet, wenn es ohne Auftrag von Zusätzen oder Hilfsmitteln (wie zum Beispiel Ten- siden oder Spinnhilfsmitteln) hydrophob bzw. hydrophil ist. Das Vlies hat im Allgemeinen ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2, vorzugsweise mindestens 30 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise mindestens 50 g/m2 sowie im Allgemeinen von höchstens 800 g/m2, vorzugsweise von höchstens 400 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise von höchstens 200 g/m2. Das Vlies hat typischerweise eine Dichte von mindestens 0,005 g/cm3, vorzugsweise mindestens 0,008 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form mindestens 0,01 g/cm3 sowie im Allgemeinen von höchstens 0,12 g/cm3, vorzugsweise von höchstens
0,1 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form von höchstens 0,08 g/cm3. Das Vlies kann zusätzlich auch hydrophile Fasern enthalten. Dabei kann es sich um inhärent hydrophile Materialien wie Cellulosefasern, etwa Zellstoff- Fl uff, Baumwoll- Linters und dergleichen, Celluloseregeneratfasern wie Rayon oder bestimmte Nylon- Copolymere wie Poly(pentamethylencarbonamid)-(Polyamid-6)/Polyethylenoxid handeln. Alternativ dazu sind hydrophile Fasern auch durch Behandlung von hydrophoben Fasern mit einem Hydrophilierungsmittel erhältlich. Zum Beispiel kann man die hydrophilen Fasern auch aus einem Polyolefin herstellen, das anschließend so mit einem oberflächenaktiven Mittel, etwa einem Tensid, beschichtet wird, so dass die Faser hydrophil wird. Andere Verfahren zur Hydrophilierung von Fasern aus hydrophoben Substanzen sind ebenfalls bekannt und im Rahmen der Erfindung geeignet.
Verfahren zur Herstellung von inhärent hydrophilen Fasern wie Zellstoff- Fl uff sind bekannt, ebenso Verfahren zur Herstellung von Celluloseregeneratfasern wie Rayon oder Verfahren zur Hydrophilierung hydrophober Fasern. Werden die hydrophilen Fasern durch Hydrophilierung hydrophober Fasern hergestellt, haben die Fasern zweckmäßi- gerweise eine Faserlänge sowie einen Durchmesser in den oben angegebenen Bereichen. Handelt es sich bei den hydrophilen Fasern um inhärent hydrophile wie Zellstoff- Fluff, Rayon, Baumwolle, Baumwoll-Linters und dergleichen, haben die Fasern in der Regel eine Länge von etwa 1 ,0 Millimeter bis etwa 50 Millimeter und einen Durchmesser von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer.
Das Vlies kann einem einzigen Typ hydrophiler Faser, aber auch hydrophile Fasern unterschiedlicher Zusammensetzung, Länge und Durchmesser enthalten.
In einer besonderen Ausführungsform besteht das Vlies aus trocken abgelegten (air- laid) Cellulosefasern wie Zellstoff-Fluff. Zellstoff-Fluff-Fasern werden aufgrund ihrer leichten Zugänglichkeit und ihres Kostenvorteils gegenüber Synthesefasern bevorzugt
verwendet. Ein derartiges Vlies hat im Allgemeinen ein Flächengewicht von mindestens 20 g/m2, vorzugsweise mindestens 25 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise mindestens 50 g/m2 sowie im Allgemeinen von höchstens 200 g/m2, vorzugsweise höchstens 150 g/m2 und in besonders bevorzugter Weise höchstens 125 g/m2. Ein derartiges Vlies hat im Allgemeinen eine Dichte von mindestens 0,04 g/cm3, vorzugsweise von mindestens 0,06 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form von mindestens 0,08 g/cm3 sowie im Allgemeinen von höchstens 0,20 g/cm3, vorzugsweise von höchstens 0,16 g/cm3 und in besonders bevorzugter Form von höchstens 0, 14 g/cm3. Ein weiteres einsetzbares Trägermaterial im Superabsorbervlies ist einer der für Verbundstoffe bei Sitzmöbel-, Matratzen- und Kraftfahrzugsitzbezügen bekannten und oft verwendeten druckelastischen Textilien. Gängige druckelastische Textilien sind beispielsweise Vliesstoffe vom„Multiknif-,„Maliwatt"-,„Malivlies"- oder„Kunit"-Typ. Derartige Vliese werden beispielsweise durch Nähwirkverfahren erzeugt und zeichnen sich durch teilweise Umorientierung der meist längslaufenden Fasern in Querrichtung aus, so dass eine Verdickung des Vlieses erfolgt und eine gewisse Druckelastizität oder Polsterwirkung erzeugt wird.
Das erfindungsgemäße Superabsorbervlies enthält auf oder in dem als Trägermaterial verwendeten Vlies Superabsorber. Dieser wird beispielsweise durch Polymerisation einer entsprechenden, auf das Vlies aufgebrachten Monomerlösung oder -Suspension auf dem Vlies erzeugt oder als fertiger pulver- oder faserförmiger Superabsorber bei der Herstellung des Vlieses in dieses eingebracht, indem die Herstellung des Vlieses in Gegenwart von Superabsorberpartikeln erfolgt. In diesem Fall kann jeder bekannte Superabsorber verwendet werden. Die Polymerisation einer auf das Vlies aufgebrachten Monomerlösung führt typischerweise zu besonders fest an den Fasern haftenden und im Vlies gleichmäßig verteilten Superabsorberpartikeln, sie ist zudem technisch vergleichsweise einfach und daher das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Superabsorbervliesen.
Die in diesem Verfahren zur anschließenden Polymerisation auf das Vlies aufgebrachten (beispielsweise aufgesprühte oder durch Tränkung aufgebrachte) Monomerlösung oder -Suspension, enthält typischerweise: a) mindestens ein ethylenisch ungesättigtes, säuregruppentragendes Monomer, das zumindest teilweise neutralisiert sein kann,
b) mindestens einen Vernetzer,
c) mindestens einen Initiator,
d) wahlweise ein oder mehrere mit den unter a) genannten Monomeren copolymeri- sierbare ethylenisch ungesättigte Monomere;
e) wahlweise ein oder mehrere wasserlösliche Polymere
f) mindestens ein Lösungsmittel; und
g) wahlweise weitere Zusätze und/oder Hilfsstoffe.
Die Monomeren a) sind vorzugsweise wasserlöslich, d.h. die Löslichkeit in Wasser bei 23°C beträgt typischerweise mindestens 1 g/100 g Wasser, vorzugsweise mindestens 5 g/100 g Wasser, besonders bevorzugt mindestens 25 g/100 g Wasser, ganz besonders bevorzugt mindestens 35 g/100 g Wasser.
Geeignete Monomere a) sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, und Itaconsäure. Besonders bevorzugte Monomere sind Acrylsäure und Methacrylsäure. Ganz besonders bevorzugt ist Acrylsäure.
Weitere geeignete Monomere a) sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Sulfon- säuren, wie Styrolsulfonsäure und 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS).
Verunreinigungen können einen erheblichen Einfluss auf die Polymerisation haben. Daher sollten die eingesetzten Rohstoffe eine möglichst hohe Reinheit aufweisen. Es ist daher oft vorteilhaft die Monomeren a) speziell zu reinigen. Geeignete Reinigungsverfahren werden beispielsweise in der WO 2002/055469 A1 , der WO 2003/078378 A1 und der WO 2004/035514 A1 beschrieben. Ein geeignetes Monomer a) ist beispielsweise eine gemäß WO 2004/035514 A1 gereinigte Acrylsäure mit 99,8460 Gew.-% Acrylsäure, 0,0950 Gew.-% Essigsäure, 0,0332 Gew.-% Wasser, 0,0203 Gew.-% Propionsäure, 0,0001 Gew.-% Furfurale, 0,0001 Gew.-% Maleinsäureanhydrid,
0,0003 Gew.-% Diacrylsäure und 0,0050 Gew.-% Hydrochinonmonomethylether.
Der Anteil an Acrylsäure und/oder deren Salzen an der Gesamtmenge der Monomeren a) beträgt vorzugsweise mindestens 50 mol-%, besonders bevorzugt mindestens 90 mol-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 mol-%. Üblicherweise ist ein Teil des Monomers a) neutralisiert. Es ist zwar theoretisch möglich, das Monomer im unneutralisierten Zustand zu polymerisieren und anschließend das entstehende Polymergel zu neutralisieren, bei Superabsorbervliesen ist eine ausreichend homogene Neutralisation auf dieser Stufe jedoch meist aufwendig und daher unwirtschaftlich. Vorzugsweise wird daher das Monomer teilneutralisiert. Dies ge- schieht üblicherweise durch Einmischung des Neutralisationsmittels als wässrige Lösung oder bevorzugt auch als Feststoff in das Monomer oder die Monomerlösung. Der Neutralisationsgrad des Monomeren beträgt im Allgemeinen mindestens 25 mol-%, vorzugsweise mindestens 50 mol-% und in besonders bevorzugter Weise mindestens 60 mol-% sowie im Allgemeinen höchstens 95 mol-%, bevorzugt höchstens 80 mol-%, und in besonders bevorzugter Weise höchstens 75 mol-%, wobei die üblichen Neutralisationsmittel verwendet werden können, vorzugsweise Alkalimetallhydroxide, Alkalime-
talloxide, Alkalimetallkarbonate oder Alkalimetallhydrogenkarbonate sowie deren Mischungen. Statt Alkalimetallsalzen können auch Ammoniumsalze verwendet werden. Natrium und Kalium sind als Alkalimetalle besonders bevorzugt, ganz besonders bevorzugt sind jedoch Natriumhydroxid, Natriumkarbonat oder Natriumhydrogenkarbonat sowie deren Mischungen.
Die Monomerlösung enthält als Stabilisator gegen eine unerwünscht frühe Polymerisation vorzugsweise bis zu 250 Gew.-ppm, bevorzugt höchstens 130 Gew.-ppm, besonders bevorzugt höchstens 70 Gew.-ppm, bevorzugt mindestens 10 Gew.-ppm, beson- ders bevorzugt mindestens 30 Gew.-ppm, insbesondere um 50 Gew.-ppm Hydrochi- nonhalbether, jeweils bezogen auf das unneutralisierte Monomer a). Beispielsweise kann zur Herstellung der Monomerlösung ein ethylenisch ungesättigtes, säuregruppen- tragendes Monomer mit einem entsprechenden Gehalt an Hydrochinonhalbether verwendet werden. Dieser Stabilisator wird gelegentlich auch als„Polymerisationsinhibi- tor" bezeichnet, auch wenn damit lediglich eine Inhibierung einer unkontrollierten oder verfrühten Polymerisation bezweckt wird und keine Inhibierung der gewünschten Polymerisation zum Superabsorber.
Bevorzugte Hydrochinonhalbether sind Hydrochinonmonomethylether (MEHQ) und/oder alpha-Tocopherol (Vitamin E). Diese Stabilisatoren benötigen für eine optimale Wirkung gelösten Sauerstoff. Daher kann die Monomerlösung vor der Polymerisation durch Inertisierung, d.h. Durchströmen mit einem inerten Gas, vorzugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid, von gelöstem Sauerstoff befreit und so in bequemer Weise die Stabilisierung des Monomers gegen Polymerisation erniedrigt werden. Vorzugsweise wird der Sauerstoffgehalt der Monomerlösung vor der Polymerisation auf weniger als 1 Gew.-ppm, besonders bevorzugt auf weniger als 0,5 Gew.-ppm, ganz besonders bevorzugt auf weniger als 0,1 Gew.-ppm, gesenkt.
Geeignete Vernetzer b) sind Verbindungen mit mindestens zwei zur Vernetzung geeig- neten Gruppen. Derartige Gruppen sind beispielsweise ethylenisch ungesättigte Gruppen, die in die Polymerkette radikalisch einpolymerisiert werden können, und funktionelle Gruppen, die mit den Säuregruppen des Monomeren a) kovalente Bindungen ausbilden können. Weiterhin sind auch polyvalente Metallsalze, die mit mindestens zwei Säuregruppen des Monomeren a) koordinative Bindungen ausbilden können, als Vernetzer b) geeignet.
Vernetzer b) sind vorzugsweise Verbindungen mit mindestens zwei polymerisierbaren Gruppen, die in das Polymernetzwerk radikalisch einpolymerisiert werden können. Geeignete Vernetzer b) sind beispielsweise Ethylenglykoldimethacrylat, Diethylenglykoldi- acrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Allylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Trially- lamin, Tetraallylammoniumchlorid, Tetraallyloxyethan, wie in EP 530 438 A1 beschrie-
ben, Di- und Triacrylate, wie in EP 547 847 A1 , EP 559 476 A1 , EP 632 068 A1 , WO 93/21237 A1 , WO 2003/104299 A1 , WO 2003/104300 A1 , WO 2003/104301 A1 und DE 103 31 450 A1 beschrieben, gemischte Acrylate, die neben Acrylatgruppen weitere ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, wie in DE 103 31 456 A1 und DE 103 55 401 A1 beschrieben, oder Vernetzermischungen, wie beispielsweise in DE 195 43 368 A1 , DE 196 46 484 A1 , WO 90/15830 A1 und WO 2002/32962 A2 beschrieben.
Bevorzugte Vernetzer b) sind Pentaerythrittriallylether, Tetraalloxyethan, Methylenbis- methacrylamid, 15-fach ethoxiliertes Tnmethylolpropantriacrylat, Polyethylenglykoldiac- rylat , Tnmethylolpropantriacrylat und Triallylamin.
Ganz besonders bevorzugte Vernetzer b) sind die mit Acrylsäure oder Methacrylsäure zu Di- oder Triacrylaten veresterten mehrfach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerine, wie sie beispielsweise in WO 2003/104301 A1 beschrieben sind. Besonders vorteilhaft sind Di- und/oder Triacrylate des 3- bis 10-fach ethoxylierten Glyzerins. Ganz besonders bevorzugt sind Di- oder Triacrylate des 1 - bis 5-fach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerins. Am meisten bevorzugt sind die Triacrylate des 3- bis 5-fach ethoxylierten und/oder propoxylierten Glyzerins, insbesondere das Triacrylat des 3-fach ethoxylierten Glyzerins .
Die Menge an Vernetzer b) beträgt im Allgemeinen 0,05 bis 1 ,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,3 bis 0,6 Gew.-%, jeweils bezogen auf Monomer a).
Als Initiatoren c) können sämtliche unter den Polymerisationsbedingungen Radikale erzeugende Verbindungen eingesetzt werden, beispielsweise thermische Initiatoren, Redox-Initiatoren oder Photoinitiatoren. Geeignete Redox-Initiatoren sind Natriumpero- xodisulfat/Ascorbinsäure, Wasserstoffperoxid/Ascorbinsäure, Natriumperoxodisul- fat/Natriumbisulfit und Wasserstoffperoxid/Natriumbisulfit. Oft werden Mischungen aus thermischen Initiatoren und Redox-Initiatoren eingesetzt, wie Natriumperoxodisul- fat/Wasserstoffperoxid/Ascorbinsäure. Als reduzierende Komponente wird aber vorzugsweise ein Gemisch aus dem Natriumsalz der 2-Hydroxy-2-sulfinatoessigsäure, dem Dinatriumsalz der 2-Hydroxy-2-sulfonatoessigsäure und Natriumbisulfit eingesetzt. Derartige Gemische sind als Brüggolite® FF6 und Brüggolite® FF7 (Brüggemann Chemicals; Heilbronn; DE) erhältlich. Zur Herstellung von Superabsorbervliesen wird aber auch oft photopolymerisiert, in diesem Fall werden geeignete Photoinitiatoren verwendet. Zu bevorzugten Initiatoren zählen wasserlösliche Azoverbindungen wie 2,2'-Azo- bis(2-(2-imidazol-2-yl))propandihydrochlorid und 2,2'-Azobis(amidino)propandihy- drochlorid, wasserlösliche Benzophenone wie 4-Benzoyl-N,N,N-trimethylbenzol- methanaminiumchlorid, 2-Hydroxy-3-(4-benzoylphenoxy)-3-N,N,N-trimethyl-1 -propan-
aminiumchloridmonohydrat, 2-Hydroxy-3-(3,4-dimethyl-9-oxo-9H-thioaxanthon-2- yloxy)-N,N,N-trimethyl-1 -propanaminiumchlorid, 2-Hydroxy-1 -[4-(hydroxyethoxy)- phenyl]-2-methyl-1 -Propanon, 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenylpropan-1 -on und 4-Ben- zoyl-N,Ndimethyl-N-[2-(1 -oxo-2-propenyl)oxy]ethylbenzolmethanaminiumchlond. Eine besonders bevorzugte Initiatorenkombination enthält sowohl einen Azoinitiator als auch 2-Hydroxy-1 -[4-(hydroxethoxy)phenyl]-2-methyl-1 -Propanon.
Die Monomerlösung oder -Suspension enthält eine ausreichende Menge eines oder mehrerer Initiatoren, um das in der Monomerlösung oder -Suspension enthaltene Su- perabsorber bildende Monomer auszupolymerisieren. Typischerweise liegt die Initiatormenge im Bereich von 0,01 bis 5,0 und bevorzugterweise im Bereich von 0,2 bis 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Monomers a).
Mit den ethylenisch ungesättigten, säuregruppentragenden Monomeren a) copolymeri- sierbare ethylenisch ungesättigte Monomere d) sind beispielsweise Acrylamid, Methac- rylamid, Hydroxyethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacry- lat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminopropylacrylat, Diethylaminopropylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat. Als wasserlösliche Polymere e) können Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Stärke, Stärkederivate, modifizierte Cellulose, wie Methylcellulose oder Hydroxyethylcellulose, Gelatine, Polyglykole oder Polyacrylsäuren, vorzugsweise Stärke, Stärkederivate und modifizierte Cellulose, eingesetzt werden. Die Monomerlösung enthält üblicherweise ein Lösungs- oder Suspensionsmittel f). Da meist mit Lösungen oder relativ geringe Anteile unlöslicher Komponenten enthaltenden Suspensionen (beispielsweise übersättigten Lösungen) gearbeitet wird, ist im folgenden der Einfachheit halber nur von Lösungen die Rede. Es kann jedes Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch verwendet werden, mit dem eine zufrieden stellende Auf- tragung der Monomerlösung auf das Vlies möglich ist. Meist und in bevorzugter Weise wird Wasser verwendet. Der Wassergehalt der Monomerlösung beträgt im Allgemeinen mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 45 Gew.-% und in besonders bevorzugter Weise mindestens 50 Gew.-% sowie im Allgemeinen höchstens 75 Gew.-%, bevorzugterweise höchstens 70 Gew.-% und in besonders bevorzugter Form höchs- tens 65 Gew.-%. Falls die Monomerlösung durch Besprühen auf das Vlies aufgebracht wird, wird die Wassermenge so eingestellt, dass eine gut versprühbare Lösung erhalten wird. Wahlweise kann dies auch durch Verwendung von Verdickern erreicht werden. Im allgemeinen wird eine Viskosität der Sprühlösung von mindestens 20 Centipoi- se, bevorzugt mindestens 30 Centipoise und in besonders bevorzugter Form von min- destens 40 Centipoise sowie im Allgemeinen höchstens 400 Centipoise, vorzugsweise höchstens 150 Centipoise und in besonders bevorzugter Form von höchstens 100
Centipoise, jeweils in einem Brookfield-Viskosimeter gemessen, eingestellt. Mit steigendem Wassergehalt steigt der Energieaufwand bei der anschließenden Trocknung und mit sinkendem Wassergehalt kann die Polymerisationswärme nur noch ungenügend abgeführt werden.
Die Monomerlösung enthält wahlweise weitere Zusätze oder Hilfsstoffe. Beispiele solcher Zusätze oder Hilfsstoffe sind hygroskopische Substanzen, insbesondere Natriumchlorid, wie etwa in WO 2006/106096 A1 oder JP 05/105705 A beschrieben, Weichmacher, wie in WO 2007/023085 A1 beschrieben, Verdicker oder als solche wirkende Stoffe, beispielsweise feinteilige partikulären Superabsorber, wie in WO 01/56625 A2 beschrieben.
Die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten der Monomerlösung bei der Herstellung der Monomerlösung ist an sich nicht besonders wichtig, aus sicherheitstechnischen Gründen ist es jedoch bevorzugt, den Initiator zuletzt zuzusetzen.
Zur Herstellung eines Superabsorbervlieses wird zunächst die Monomerlösung auf das als Trägermaterial verwendete Vlies aufgebracht. Bequeme Methoden zur Aufbringung sind Aufsprühen oder Auftropfen der Monomerlösung auf das Vlies oder Tränken des Vlieses mit Monomerlösung, bequemerweise durch Durchleiten einer Vliesbahn durch die Monomerlösung in einem Foulard oder vergleichbaren Apparat, mit dem die Aufbringung vorherbestimmter Mengen einer Flüssigkeit auf einen textilen Stoff möglich ist. Die Monomerlösung wird typischerweise in solchen Mengen aufgebracht, dass ein Gehalt an fertigem Superabsorber nach abschließender Trocknung von im Allgemeinen mindestens 20 g/m2, bevorzugterweise mindestens 40 g/m2 und in besonders bevorzugter Form mindestens 40 g/m2 sowie im Allgemeinen höchstens 700 g/m2, bevorzugterweise höchstens 500 g/m2 und in besonders bevorzugter Form höchstens 400 g/m2 erreicht wird.
Vorzugsweise wird aufgesprüht. Das Sprühen kann mittels aller herkömmlichen Sprühvorrichtungen erfolgen, beispielsweise durch Düsen. Sowohl Einstoffdüsen als auch Zweistoffdüsen, in denen die Monomerlösung durch ein Gas zerstäubt wird, können verwendet werden. Als Gas kann Luft oder ein Inertgas wie Stickstoff, Argon oder Helium verwendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung von Luft, Stickstoff oder eines Stickstoff- Luft-Gemisches. Die Verwendung eines Inertgases wie Stickstoff hat den Vorteil, die Entfernung von Sauerstoff aus der Monomerlösung zu fördern und so die polymerisationsinhibierende Wirkung von Stabilisatoren wie MEHQ herabzusetzen.
Nach dem Aufbringen der Monomerlösung auf das Vlies wird dieses Bedingungen un-
terworfen, bei denen die Monomere polymerisieren. Je nach in der Monomerlösung enthaltenem Initiator umfassen diese Bedingungen beispielsweise die Einwirkung von Hitze, ultravioletten Strahlen, Elektronenstrahlen oder deren Kombination auf das mit der Monomerlösung beaufschlagte Vlies. Die Polymerisation kann diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, zum Beispiel indem das mit Monomerlösung beaufschlagte Vlies auf einem Förderband Bestrahlungs- oder Heizstrecken durchläuft.
Wird die Polymerisation thermisch initiiert, unterliegt die Reaktionsvorrichtung keinen besonderen Beschränkungen. Bei diskontinuierlich durchgeführten Polymerisationen kann die auf das Vlies aufgebrachte Monomerlösung in einem Ofen in Luft oder einer inerten Atmosphäre oder auch im Vakuum polymerisiert werden. Bei kontinuierlicher Durchführung durchläuft das Vlies einen Trockner, wie zum Beispiel einen Infrarottrockner, einen Durchlufttrockner oder dergleichen. Die Polymerisationstemperatur wird in Abhängigkeit von der Dicke des Substrats, der Monomerenkonzentration und der Art und Menge des in der Monomerlösung eingesetzten thermischen Initiators so gewählt, dass vollständige Polymerisation, abgesehen von der im Einzelfall tolerablen Restmo- nomerenkonzentration, erreicht wird. Die thermische Polymerisation erfolgt typischerweise in einem Temperaturbereich von 20°C bis 150°C und vorzugsweise von 40°C bis 100°C. Die Polymerisationszeit richtet sich nach der Polymerisationstemperatur, liegt aber typischerweise im Bereich von einigen Sekunden bis 2 Stunden und vorzugsweise im Bereich von einigen Sekunden bis 10 Minuten.
Bei Initiierung der Polymerisation mittel ultravioletter Strahlung wird in üblicher weise unter Anwendung herkömmlicher UV-Lampen bestrahlt. Die Bestrahlungsbedingungen, wie die Bestrahlungsintensität und -Zeit, richten sich nach dem Typ des eingesetzten Fasersubstrats, der auf dem Substrat aufgetragenen Monomermenge, der Initiatormenge und -art und werden fachüblich gewählt. Typischerweise erfolgt die Bestrahlung unter Anwendung einer UV-Lampe mit einer Intensität im Bereich von 100 bis 700 Watt pro Zoll, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 600 Watt pro Zoll, bei einem Ab- stand zwischen UV-Lampe und Substrat zwischen 2 bis 30 Zentimetern, über einen Zeitraum von 0,1 Sekunden bis 10 Minuten. Die Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen kann im Vakuum, in Gegenwart eines inerten Gases, wie Stickstoff, Argon, Helium und dergleichen oder in Luft erfolgen. Die Bestrahlungstemperatur ist unkritisch, wobei die Bestrahlung des besprühten Vlieses mit befriedigenden Ergebnissen meist bei Raum- temperatur durchgeführt werden kann.
Zur Initiierung der Polymerisation mittels Elektronenstrahlen eignet sich beispielsweise ein handelsübliches Elektronenstrahlbeschleunigungsgerät wie der Electrocurtain® C B 175 (Energy Sciences, Inc., Wilmington, USA). Im Bereich von 150 bis 300 Kilovolt arbeitende Beschleunigungsgeräte sind verwendbar. Der typischerweise im Bereich von 1 bis 10 Milliampere liegende Strahlstrom solcher Anlagen kann auf die gewünsch-
te Dosis der ionisierenden Strahlung eingestellt werden. Die jeweilige Dosis ionisierender Strahlung variiert etwas und richtet sich nach Faktoren wie der An- oder Abwesenheit von vernetzend wirkenden Monomeren, dem gewünschten Polymerisationsgrad des Polymers, dem gewünschten Vernetzungsgrad und dergleichen. In der Regel ist es wünschenswert, das mit Monomerlösung beaufschlagte Vlies mit Dosen von etwa 1 bis 16 Megarad und vorzugsweise 2 bis 8 Megarad zu bestrahlen. Insbesondere bei Anwendung geringer Dosen ist es wünschenswert, die Monomerlösung von Sauerstoff zu befreien, zum Beispiel indem man vor Aufbringung auf das Vlies Stickstoff durch die Lösung perlt. Die Dosis wird vorzugsweise so gewählt, dass kein Faserabbau auftritt.
Nach der Polymerisation wird Superabsorbervlies üblicherweise getrocknet, beispielsweise durch Trocknen im Umluftofen, Durchlaufen eines Warmlufttrockners, Durchlaufen einer mit Infrarotlampen beleuchteten Strecke oder anderen geeigneten und bekannten Maßnahmen und Apparaten zum Trocknen von Stoffbahnen. Es wird so lange getrocknet, bis der gewünschte Feuchtegehalt des Superabsorbers erreicht ist.
Das als Trägermaterial verwendete Vlies kann auf einer oder auf beiden Seiten mit Monomerlösung beaufschlagt und bestrahlt werden. Falls gewünscht, kann das Superabsorbervlies nachbehandelt werden. Beispiele möglichen Nachbehandlungen sind die Aufbringung von Weichmachern, Tenside, sonstigen Textilhilfsmitteln, die Einstellung eines gewünschten Feuchtegehalts oder die Oberflächennachvernetzung (oft auch nur„Nachvernetzung") der Superabsorberpartikel. Die Maßnahmen können auch kombiniert werden.
Geeignete Oberflächennachvernetzer sind Verbindungen, die Gruppen enthalten, die mit mindestens zwei Carboxylatgruppen der Polymerpartikel kovalente Bindungen bilden können. Geeignete Verbindungen sind beispielsweise polyfunktionelle Amine, polyfunktionelle Amidoamine, polyfunktionelle Epoxide, wie in EP 83 022 A2,
EP 543 303 A1 und EP 937 736 A2 beschrieben, di- oder polyfunktionelle Alkohole, wie in DE 33 14 019 A1 , DE 35 23 617 A1 und EP 450 922 A2 beschrieben, oder ß-Hydroxyalkylamide, wie in DE 102 04 938 A1 und US 6,239,230 beschrieben. Des weiteren sind in DE 40 20 780 C1 zyklische Karbonate, in DE 198 07 502 A1 2-Oxa- zolidon und dessen Derivate, wie 2-Hydroxyethyl-2-oxazolidon, in DE 198 07 992 C1 Bis- und Poly-2-oxazolidinone, in DE 198 54 573 A1 2-Oxotetrahydro-1 ,3-oxazin und dessen Derivate, in DE 198 54 574 A1 N-Acyl-2-Oxazolidone, in DE 102 04 937 A1 zyklische Harnstoffe, in DE 103 34 584 A1 bizyklische Amidacetale, in EP 1 199 327 A2 Oxetane und zyklische Harnstoffe und in WO 2003/31482 A1 Morpholin-2,3-dion und dessen Derivate als geeignete Nachvernetzer beschrieben. Bevorzuge Nachver- netzer sind Ethylenkarbonat, Ethylenglykoldiglycidylether, Umsetzungsprodukte von Polyamiden mit Epichlorhydrin und Gemische aus Propylenglykol und 1 ,4-Butandiol.
Ganz besonders bevorzugte Nachvernetzer sind 2-Hydroxyethyloxazolidin-2-on, Oxa- zolidin-2-οη und 1 ,3-Propandiol. Weiterhin können auch Nachvernetzer eingesetzt werden, die zusätzliche polymerisierbare ethylenisch ungesättigte Gruppen enthalten, wie in DE 37 13 601 A1 beschrieben.
Falls nachvernetzt wird, beträgt die Menge an Nachvernetzer beträgt im Allgemeinen 0,001 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,02 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,2 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Superabsorbermenge im Vlies. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden vor, während oder nach der Nachvernetzung zusätzlich zu den Nachvernetzern oder als Nachvernetzer polyvalente Kationen auf die Partikeloberfläche aufgebracht. Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren polyvalenten Kationen sind beispielsweise zweiwertige Kationen, wie die Kationen von Zink, Magnesium, Kalzium, Eisen und Strontium, dreiwertige Kationen, wie die Kationen von Aluminium, Eisen, Chrom, Seltenerden und Mangan, vierwertige Kationen, wie die Kationen von Titan und Zirkonium. Als Gegenion sind Chlorid, Bromid, Sulfat, Hydrogensulfat, Carbonat, Hydrogencarbonat, Nitrat, Phosphat, Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat und Carboxylat, wie Acetat und Lactat, möglich. Aluminiumsulfat ist bevorzugt. Außer Metallsalzen können auch Poly- amine als polyvalente Kationen eingesetzt werden.
Die Einsatzmenge an polyvalentem Kation beträgt beispielsweise 0,001 bis
1 ,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,02 bis
0,8 Gew.-%. jeweils bezogen auf die Polymerpartikel.
Die Nachvernetzung wird üblicherweise so durchgeführt, dass eine Lösung des Nachvernetzers auf das getrocknete Superabsorbervlies aufgesprüht wird. Im Anschluss an das Aufsprühen wird getrocknet, wobei die Nachvernetzungsreaktion sowohl vor als auch während der Trocknung stattfinden kann. Aufsprühen (prinzipiell ist auch Aufbrin- gung durch Tränkung möglich) und Trocknung werden wie oben für die Polymerisation der Monomerlösung beschrieben durchgeführt.
Die Nachvernetzer werden typischerweise als wässrige Lösung eingesetzt. Über den Gehalt an nichtwässrigem Lösungsmittel bzw. Gesamtlösungsmittelmenge kann die Eindringtiefe des Nachvernetzers in die Superabsorberpartikel eingestellt werden. Wird ausschließlich Wasser als Lösungsmittel verwendet, so wird vorteilhaft ein Tensid zugesetzt. Dadurch wird das Benetzungsverhalten verbessert und die Verklumpungsnei- gung vermindert. Vorzugsweise werden aber Lösungsmittelgemische eingesetzt, beispielsweise Isopropanol/Wasser, 1 ,3-Propandiol/Wasser und Propylenglykol/Wasser, wobei das Mischungsmassenverhältnis vorzugsweise von 20:80 bis 40:60 beträgt.
Nach Aufbringung des Superabsorbers werden in das so erzeugte Superabsorbervlies hydrophile Fasern eingebracht. Im Gegensatz zu Fasern, auch hydrophilen, die bei Aufbringung des Superabsorbers schon Bestandteil des Vlieses waren, tragen diese nachträglich eingebrachten Fasern keine Superabsorberpartikel. Sie dienen letztlich zum Auffüllen der relativ großen Poren des ursprünglichen Superabsorbervlieses, um so die Zwischenspeicherung und Verteilung von Flüssigkeit zu verbessern.
Als hydrophile Fasern können alle oben genannten inhärent hydrophilen oder durch zusätzliche Maßnahmen hydrophilierten Fasern verwendet werden, die auch bereits ursprünglicher Bestandteil des Vlieses sein können.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare inhärent hydrophile oder gegebenenfalls hydrophilierte Fasermaterialien sind Einkomponentenfasern wie Fasern aus Polyethylen, Polypropylen, Nylon-6, Nylon-6,6, Nylon-12, Copolyamid, Polyester wie etwa Poly- ethylen-Terephthalat („PET"), Polyethylen-Terephthalat-Copolymeren oder Mischungen daraus oder Zweikomponentenfasern wie Fasern aus Polypropylen/Polyethylen- Terephthalat, Polyethylen/PET, Polypropylen/Nylon-6; Nylon-6/ΡΕΤ, Polytrimethylen- Terephthalat; Polyethylen-Terephthalat, Polytetramethylen-Terephthalat; Copoly- ester/PET, Copolyester/Nylon-6, Copolyester/Nylon-6, 6, Poly-4-Methyl-1 -Penten/PET, Poly-4-Methyl-1 -Penten/Nylon-6, Poly-4-Methyl-1 -Penten/Nylon-6; Poly-4-Methyl-1 - Penten/Nylon-6, 6; PET/Polyethylen-Naphthalat (PEN), Nylon-6,6/Poly-1 ,4-Cyclo- hexan-Dimethyl (PCT), Polypropylen/Polybutylen-Terephthalat (PBI); Nylon-6/Copoly- amid, Polymilchsäure/Polystyrol, Polyurethan/acetal oder löslichem Copolyester/Po- lyethylen.
Weitere Beispiele geeigneter Fasermaterialien sind Cellulose und Cellulosederivate wie aus Holz oder Baumwolle gewonnene Cellulose, Zellstoff, Celulloseacetat, Holzfasern, Polyvinylalkohol- oder Polyacrylat. Bevorzugterweise werden Cellulose- oder Polyesterfasern verwendet.
Die hydrophilen Fasern haben in der Regel eine Länge von etwa 1 ,0 Millimeter bis etwa 50 Millimeter und einen Durchmesser von etwa 0,5 Mikrometer bis etwa 100 Mikrometer.
Die hydrophilen Fasern können mit jeder bekannten Methode zur Einbringung von Fasern in ein Vlies in das Superabsorbervlies eingebracht werden. Derartige Methoden sind insbesondere aus der Filzherstellung bekannt. Eine sehr einfache Methode ist das Einwalken aufgestreuter Fasern, eine weitere die Nadelung eines Superabsorbervlie- ses mit aufgestreuten hydrophilen Fasern. Dies kann von einer Seite, aber auch von beiden Seiten des Vlieses erfolgen.
Die erfindungsgemäße Textilie kann zusätzlich mit jeder bekannten Maßnahme nachbehandelt werden. Sie kann insbesondere bei Verwendung zur Feuchtigkeitsregulierung mit einem Oberstoff laminiert werden und auch neben Oberstoff und Superabsor- bervlies weitere Schichten enthalten. Diese werden je nach Einsatzzweck gewählt. Beispiele für mögliche weitere Schichten sind etwa eine strukturgebende Schicht unter einem Kunstleder-Oberstoff, Abstandsgewirke und flammkaschierte Schäume, eine rückseitige textile Schutz- oder Verstärkungsschicht oder eine wasserundurchlässige rückseitige Schicht.
Die erfindungsgemäßen Textilien eignen sich vorzüglich zur Absorption von Flüssigkeiten, etwa in Hygieneartikeln, aber auch zur Feuchtigkeitsregulierung, insbesondere in Matratzen und Sitzpolstern, beispielsweise in Sitzmöbeln oder Autositzen sowie in sonstigen Innenraumverkleidungen oder Fußmatten. Hygieneartikel, Sitzpolster oder Matratzen, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Textilie, weisen hervorragende Absorptions- und Regulierungsfähigkeit für Feuchtigkeit auf.