DE60316554T2

DE60316554T2 - Plastifizierte, superabsorbierende polymere enthaltende schichtmaterialien und ihre verwendung in hygieneartikeln

Info

Publication number: DE60316554T2
Application number: DE2003616554
Authority: DE
Inventors: Norbert Charlotte HERFERT; Michael Waxhaw MITCHELL; Friedrich Engelhardt
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: AU2003229743A1; CN1649635A; CN1309427C; WO2003092757A1; US7662460B2; EP1503812B1; JP5204806B2; ATE374047T1; JP2010229417A; US20050153123A1; JP2005523776A; DE60316554D1; EP1503812A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorptionsfolie, umfassend 60 bis 100 Gew.-% Superabsorber und Plastifikator, sein Herstellungsverfahren und absorbierende Erzeugnisse, umfassend das Absorptionsfolienmaterial. Die Absorptionsfolie umfaßt mindestens ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz, mindestens ein nicht neutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz und eine Plastifikatorkomponente. Das Absorptionsfolienmaterial verfügt über ausgezeichnete Flexibilität und innere Festigkeit, was die Herstellung von absorbierenden Erzeugnissen erleichtert. Die Absorptionsfolienmaterialien sowie diese enthaltende Erzeugnisse zeigen eine schnelle Aufnahme großer Mengen wäßriger Medien sowie ein ausgezeichnetes Rückhaltevermögen gegenüber den absorbierten Medien.
Stand der Technik
Wasserabsorbierende Harze finden breiten Einsatz in Sanitär- und Hygieneartikeln, Wischtüchern, wasserzurückhaltenden Mitteln, Entwässerungsmitteln, Schlammeindickern, Handtüchern und Badvorlegern zum Einmalgebrauch, Türvorlegern zum Einmalgebrauch, Verdickungsmitteln, zum einmaligen Gebrauch bestimmten Unterlegmatten für Haustiertoiletten, kondensationsverhütenden Mitteln sowie freisetzungssteuernden Mitteln für verschiedenste Stoffe. Wasserabsorbierende Harze gibt es in den verschiedensten chemischen Formen, unter anderem auch als gegebenenfalls substituierte natürliche und synthetische Polymere, wie Hydrolyseprodukte von Stärkeacrylnitrilpfropfpolymeren, Carboxymethylcellulose, vernetzte Polyacrylate, sulfonierte Polystyrole, hydrolysierte Polyacrylamide, Polyvinyl alkohole, Polyethylenoxide, Polyvinylpyrrolidone und Polyacrylnitrile.
Für derartige wasserabsorbierende Harze gibt es die Bezeichnungen superabsorbierende Polymere, SAP und Superabsorber, wobei es sich dabei typischerweise um leicht vernetzte hydrophile Polymere handelt. SAP beziehungsweise Superabsorber werden allgemein in den US-PSen 5,669,894 und 5,559,335 von Goldman et al. diskutiert. Allen Superabsorbern ist trotz Unterschieden beim chemischen Aufbau gemein, daß sie in der Lage sind, auch unter einer mäßigen Druckbelastung das Vielfache ihres Eigengewichts an wäßrigen Flüssigkeiten aufzunehmen und zurückzuhalten. So sind Superabsorber beispielsweise in der Lage, das Hundertfache und mehr ihres Eigengewichts an destilliertem Wasser aufzunehmen. Die Fähigkeit, wäßrige Flüssigkeiten unter Druckbelastung aufzunehmen, ist eine wichtige Anforderung an Superabsorber für den Einsatz in einem Hygieneartikel wie zum Beispiel einer Windel.
Dabei bedeutet hier und im folgenden der Begriff "SAP-Teilchen" Teilchen aus superabsorbierendem Polymer im trockenem Zustand, speziell Teilchen, die entweder überhaupt kein Wasser oder eine Wassermenge von weniger als dem Eigengewicht der Teilchen enthalten. Die Begriffe "SAP-Gel" beziehungsweise "SAP-Hydrogel" beziehen sich auf ein superabsorbierendes Polymer im hydratierten Zustand, speziell auf Teilchen, die mindestens ihr Eigengewicht und typischerweise ein Vielfaches ihres Eigengewichts an Wasser aufgenommen haben.
An der Entwicklung hoch saugfähiger, SAP enthaltender Erzeugnisse zur Verwendung als Wegwerfwindeln, für Erwachsene bestimmte Inkontinenzeinlagen und -höschen sowie Monatshygieneprodukten wie Damenbinden besteht nach wie vor großes Interesse. Ein äußerst erstrebenswertes Merkmal derartiger absorbierender Erzeugnisse ist Dünne. So sind beispielsweise dünne Windeln weniger unförmig, sitzen besser unter der Kleidung und tragen weniger auf. Darüber hinaus sind die entsprechenden Verpackungen kompakter, wodurch der Verbraucher die Windeln leichter tragen und bevorraten kann. Zudem verringern sich durch die Kompaktheit die Vertriebskosten für Hersteller und Handel, unter anderem auch aufgrund des geringeren Regalplatzanspruches je Windeleinheit.
Dabei wird die Fähigkeit eines SAP-Teilchens und eines absorbierenden Kerns, eine große Menge einer wäßrigen Flüssigkeit schnell aufzunehmen und auch unter verschiedensten Belastungen zurückzuhalten, von verschiedensten Parametern beeinflußt. Deren Optimierung erlaubt eine Verringerung der in einem Windelkern enthaltenen Mengen an Cellulosefaser beziehungsweise Fluff, was wiederum das Gesamtvolumen der Windel verringert. Bei der Gestaltung von SAP-Teilchen und Kernen versucht man daher, die Absorptionskapazität, Absorptionsgeschwindigkeit, Akquisitionszeit, Gelfestigkeit und Permeabilität zu optimieren und die Kerndicke zu verringern.
Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der überraschenden und unerwarteten Erkenntnis, daß ein aus einem sauren wasserabsorbierenden Harz, einem basischen wasserabsorbierenden Harz und Plastifikator hergestelltes Absorptionsfolienmaterial nach thermischer Preßverarbeitung eine flexible Folie mit ausgezeichnetem strukturellen Zusammenhalt ergibt. Die Folie zeigt gegenüber Flüssigkeiten ausgezeichnete Aufnahme- und Zurückhaltungseigenschaften und ermöglicht eine Eliminierung oder Reduzierung des Fluffanteils des Absorptionsfolienmaterials.
In den absorbierenden Erzeugnissen enthalten die Kerne typischerweise einen vergleichsweise geringen Anteil, beispielsweise weniger als etwa 50 Gew.-% an SAP-Teilchen. Dafür gibt es verschiedene Gründe. Erstens mangelt es den in den heutigen absorbierenden Erzeugnissen eingesetzten Superabsorbern an einer Aufnahmegeschwindigkeit, die es den SAP-Teilchen ermöglicht, Körperflüssigkeiten, insbesondere bei Abgabe im Schwall schnell aufzunehmen; dies macht es erforderlich, im Absorptionskern des Erzeugnisses mit einem Superabsorber versetzte Fasern, typischerweise Zellstoffasern, einzusetzen um so Puffer zu bilden, die die abgegebenen Flüssigkeiten aufnehmen, bis sie durch das hydrogelbildende absorbierende Polymer absorbiert werden.
Zur Herstellung eines für einen im wesentlichen oder vollständig cellulosefaserfreien Windelkern bestimmten Folienmaterials, benötigt man eine durchgehende Zone von SAP-Teilchen. Aufgrund der Eigenart von SAP-Teilchen war es bisher jedoch nicht möglich, in einem SAP Merkmale wie hohe Absorptionskapazität und hohe Gelfestigkeit zu vereinen, da man kein Merkmal verbessern kann, ohne dabei das andere negativ zu beeinflussen.
Insbesondere zeigen Superabsorber typischerweise immer noch das als Gelblocking bekannte Phänomen. Zum Gelblocking-Effekt kommt es, wenn mit Flüssigkeit beaufschlagte SAP-Teilchen so stark an der Oberfläche quellen, daß die Weiterleitung der Flüssigkeit in weitere Regionen der absorbierenden Struktur beeinträchtigt wird. Zur Benetzung dieser weiteren Regionen des Absorptionselements kommt es erst nach einem langsamen Diffusionsvorgang. Das Gelblocking kann ein besonders akutes Problem darstellen, wenn die SAP-Teilchen nach dem Anquellen mit absorbierter Flüssigkeit keine ausreichende Gelfestigkeit aufweisen und sich bei Druckbelastung verformen oder verbreiten. In der praktischen Folge werden Körperflüssigkeiten vom absorbierenden Erzeugnis viel langsamer aufgenommen als insbesondere im Schwall abgegeben werden. Es kommt zum Flüssigkeitsaustritt aus dem absorbierenden Erzeugnis und/oder seiner Verformung ehe noch die SAP-Teilchen im absorbierenden Erzeugnis voll durchtränkt sind und die Flüssigkeit durch die "blockierenden" Teilchen hindurch in den Rest des absorbierenden Kerns diffundieren kann.
Das Gelblocking-Phänomen hat es also erforderlich gemacht, mit einer faserförmigen Matrix die SAP-Teilchen zu dispergieren und voneinander zu trennen. Durch die faserförmige Matrix ergibt sich auch ein Kapillargebilde, über das Flüssigkeiten auch bis zu SAP in den entfernteren Regionen des Kerns vordringen können. Wird jedoch eine vergleichsweise geringe Menge an Superabsorber in einer faserförmigen Matrix dispergiert, um Gelblocking zu minimieren oder zu vermeiden, so verringert sich die Gesamtflüssigkeitsaufnahmekapazität der absorbierenden Kerne. Insgesamt wird durch den Einsatz kleinerer Mengen an Superabsorber der Vorteil der Superabsorber beschränkt, das heißt, die Fähigkeit volumenbezogen große Mengen an Körperflüssigkeiten aufzunehmen und zurückzuhalten.
Für vergleichsweise hohe Anteile an SAP-Teilchen enthaltende Absorptionsfolienmaterialien sind auch andere SAP-Eigenschaften wichtig. Es hat sich gezeigt, daß die Porosität der sich beim Quellen von SAP in Gegenwart von Körperflüssigkeiten bildenden Hydrogelschicht die Fähigkeit eines Superabsorbers beeinflußt, Flüssigkeit aufzunehmen und weiterzuleiten, insbesondere wenn im absorbierenden Kern hohe Anteile von SAP enthalten sind. Porosität bezieht sich auf den Anteil eines Teilchens, der nicht von festem Material eingenommen ist. Für eine vollständig aus SAP gebildete Hydrogelschicht bedeutet die Porosität den nicht vom Hydrogel eingenommenen Anteil der Schicht. Für eine das Hydrogel neben anderen Bestandteilen enthaltende absorbierende Konstruktion bedeutet die Porosität das anteilige beziehungsweise Hohlraumvolumen, das nicht vom Hydrogel oder anderen festen Bestandteilen wie zum Beispiel Cellulosefasern eingenommen ist.
Aus den US-PSen 4,076,673 und 4,861,539 ist ein einen superabsorbierenden Film enthaltendes absorbierendes Erzeugnis bekannt, zu dessen Herstellung man eine Lösung eines linearen absorbierenden Polymers extrudiert und anschließend das Polymer vernetzt. Der resultierende SAP-Film kann zwar nennenswerte Mengen an Flüssigkeiten aufnehmen, hat aber aufgrund seines im wesentlichen aporösen Charakters, das heißt es verfügt über keine internen kapillarförmigen Kanäle, nur begrenzte Flüssigkeitleitungseigenschaften. Ein derartiger SAP-Film neigt also besonders zum Gelblocking. Ferner ergeben sich aufgrund der vergleichsweise langsamen Vernetzungsreaktion zwischen den Hydroxygruppen des Vernetzungsmittels, wie zum Beispiel Glycerin, und den Carboxygruppen des Superabsorbers, das heißt bei glycerinbehandelten linearen Polymeren dauert die Vernetzung bei 200°C 50 Minuten und ergibt vergleichsweise spröde Folien der verbundenen absorbierenden Teilchen. Diese zerbrechlichen Folien sind schwer zu handhaben, insbesondere bei der Konfektionierung der schließlich erwünschten absorbierenden Erzeugnisse.
US 2002/0007166 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von superabsorbierendem/ionenaustauschendem Folienmaterial. Die erhaltenen Folien zeigen nur begrenzte Flüssigkeitstransporteigenschaften.
US 5,372,766 offenbart flexible, poröse, absorbierende Polymermakrostrukturen. Diese Makrostrukturen entstehen durch interpartikuläre chemische Vernetzung und der Applizierung von speziellen plastifizierenden Lösungen.
US 5,451,353 offenbart poröse absorbierende Makrostrukturen. Diese Makrostrukturen ergeben sich durch interpartikuläres Vernetzen mit Epichlorhydrinaddukten und optionaler Applizierung einer plastifizierenden Lösung.
Die mit Absorptionsfolien mit einem hohen Prozentsatz an SAP enthaltenden Windelkernen verbundenen Probleme werden durch erfindungsgemäße Absorptionsfolien gelöst. Ein erfindungsgemäßes Folienmaterial ist flexibel und verfügt über einen hohen strukturellen Zusammenhalt, was die Herstellung der Folien, ihre Handhabung und die Konfektionierung von Windelkernen erleichtert. Ein vorliegendes Folienmaterial wird aus einer Mischung von einem nichtneutralisierten sauren wasserabsorbierenden Harz, einem nichtneutralisierten basischen wasserabsorbierenden Harz und einem Plastifikator hergestellt und ergibt nach thermischer Preßverarbeitung ein verbessertes Absorptionsfolienmaterial für ein absorbierendes Erzeugnis. Dabei können saures und basisches wasserabsorbierendes Harz als Gemenge vorliegen, das heißt als Mischbett von sauren Harzteilchen und basischen Harzteilchen, oder die sauren und basischen Harze können in einem einzelnen mehrkomponentigen Superabsorberharzteilchen vorliegen.
Neben einem Absorptionsfolienmaterial mit ausgezeichneten Fluidaufnahme- und -retentionseigenschaften ist das Folienmaterial ausreichend flexibel und strukturell beständig, so daß man es kontinuierlich herstellen und zu ökonomisch günstiger zu transportierenden und lagernden Rollen formen kann. Mit Rollen des Folienmaterials erleichtert sich die Konfektionierung von absorbierenden Erzeugnissen, insbesondere von fluffreien absorbierenden Erzeugnissen.
Es hat schon Versuche gegeben, eine kontinuierliche Rolle eines einen hohen Prozentsatz an partikulärem Superabsorber, wie Natriumpolyacrylat, enthaltenden Folienmaterials herzustellen. Mit superabsorbierendem Polymer imprägnierte faserförmige Substrate finden sich beispielsweise in den US-PSen 5,614,269 ; 5,980,996 und 5,756,159 , wobei man ein faserförmiges Substrat mit dem Monomer imprägniert und das Monomer anschließend in situ durch UV-Licht zu einem in Kontakt mit den faserförmigen Substrat stehenden Superabsorberpolymer polymerisiert.
Andere Patentschriften, unter anderem auch die US-PSen 5,607,550 und 5,997,690 , offenbaren die kontinuierliche Herstellung eines etwa 50 bis 60% SAP-Teilchen enthaltenden faserförmigen Substrats nach dem Naßverfahren der Papierherstellung. Gemäß dem Naßver fahren werden die Fasern und Superabsorberteilchen mit großen Mengen Wasser beziehungsweise eines anderen flüssigen Mediums, das in der Lage ist die SAP-Teilchen zu quellen, vermischt und auf einer wasserdurchlässigen Unterlage, in der Regel ein Fourdriniersieb, niedergeschlagen, wobei das Wasser zum größten Teil abgetrennt wird und eine nasse Masse von Fasern und SAP-Teilchen zurückbleibt. Nach dem Abtrennen von der durchlässigen Unterlage wird die nasse Matte unter Wärme und Druck verfestigt, wobei man ein faserförmiges Substrat mit den darin verteilten SAP-Teilchen erhält.
Zu den schwierigen Problemen bei der kontinuierlichen Herstellung eines Absorptionsfolienmaterials mit einem vergleichsweise hohen Anteil an SAP-Teilchen zählen das Erzielen eines strukturellen Zusammenhalts für die Folie während und nach dem Herstellungsprozeß sowie die Überwindung eines nennenswerten Verlusts an Superabsorberteilchen, die aus der Folie herausrieseln. Ein weiteres nennenswertes Problem ist die unzureichende Flexibilität der Absorptionsfolie, wobei eine "harte", spröde Folie nur schwer bruchfrei zu handhaben ist und nicht zu einer für Lagerung, Transport und leichter Konfektionierung eines absorbierenden Kerns günstigen Rollenform überführt werden kann.
Erfindungsgemäß wurde unerwarteterweise gefunden, daß aus nichtneutralisiertem sauren wasserabsorbierendem Harz und nichtneutralisierten basischen wasserabsorbierenden Harzteilchen (das heißt jeweils nur 0 bis 50% neutralisiert) und einem Plastifikator ein kontinuierliches Folienmaterial herstellen kann, das 60 bis 100 Gew.-% der sauren und basischen wasserabsorbierenden Harze und Plastifikator enthält. Als zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Folienmaterials einsetzbare Superabsorber können sowohl getrennte saure Harzteilchen und basische Harzteilchen als auch mehrkomponentige Teilchen, die sowohl der sauren als auch der basischen Harze in einem einzigen Teilchen vereinen, dienen. Die Folienmaterialien verfügen über eine neue und unerwartete Flexibilität und strukturelle Beständigkeit während und nach dem Herstellungsverfahren bei ausgezeichneten Fluidabsorptions- und -retentionseigenschaften.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Kurz betrifft die vorliegende Erfindung ein Absorptionsfolienmaterial, hergestellt aus einer Mischung enthaltend ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz, ein nichtneutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz und einen Plastifikator. Das Absorptionsfolienmaterial kann man so herstellen, bevorzugt kontinuierlich, daß sich eine 60 bis 100 Gew.-% der sauren und basischen wasserabsorbierenden Harze und des Plastifikators enthaltende Folie ergibt. In dem erfindungsgemäßen Folienmaterial können die nichtneutralisierten sauren und basischen wasserabsorbierenden Harze als getrennte saure und basische Teilchen oder auch als mehrkomponentige Teilchen, die die sauren und basischen Harze in einem einzigen Teilchen enthalten, vorliegen.
Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien zeigen einen neue und unerwartete Flexibilität und strukturelle Beständigkeit ohne oder mit nur geringem Verlust an aus der Folie während und nach dem Herstellungsverfahren herausrieselnden SAP-Teilchen. Die Folien sind ausreichend flexibel, um daraus Rollen zu bilden und um sie in Absorptionskerne beliebiger Gestalt einzuarbeiten.
Die erfindungsgemäßen Folienmaterialien zeigen insbesondere ausgezeichnete Wasserabsorptions- und -retentionseigenschaften bezüglich elektrolythaltiger wäßriger Flüssigkeiten, wodurch sie den Salzvergiftungseffekt überwinden. Näheres zum Salzvergiftungseffekt und wie er durch einen ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz und ein nichtneutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz enthaltenden Superabsorber überwunden wird in den US-PSen 6,072,101 ; 6,159,591 ; 6,222,091 ; 6,235,965 und 6,342,298 . Darüber hinaus zeigen die Absorptionsfolienmaterialien eine Fähigkeit, große Mengen wäßriger Medien schnell aufzunehmen, eine gute Permeabilität und Weiterleitfähigkeit für Flüssigkeiten in und durch das Folienmaterial hindurch oder in oder durch einen das Folienmaterial enthaltenden Absorptionskern und keine Gelblocking-Neigung. Das Folienmaterial verfügt auch über eine hohe Gelfestigkeit, so daß ein aus dem Folienmaterial bei Hydratierung gebildetes Hydrogel gegenüber einem darauf aufgebrachten Belastungsdruck verformungsresistent ist.
Die erfindungsgemäßen Folienmaterialien eignen sich für unzählige praktische Anwendungen und insbesondere in absorbierenden Kernen eines absorbierenden Erzeugnisses. Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung ermöglichen die Flexibilität, strukturelle Beständigkeit und Absorptions- und -retentionseigenschaften der Absorptionsfolie, unter anderem auch Absorptionskinetik und Gelfestigkeit, die Herstellung von cellulosefaserfreien Absorptionskernen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Absorptionsfolienmaterial, hergestellt aus (a) einer Superabsorberkomponente, umfassend mindestens ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz, wie eine Polyacrylsäure, und mindestens ein nichtneutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz, wie ein Polyvinylamin oder ein Polyethylenimin, und (b) einer Plastifikatorkomponente, wie Propylenglykol oder Glycerin. Als Superabsorberkomponente seien genannt (a) mehrkomponentige Superabsorberteilchen gemäß den US-PSen 6,072,101 ; 6,159,591 ; 6,222,091 ; 6,235,965 und 6,342,298 , (b) eine Mischung von (i) mehrkomponentigen Superabsorberteilchen und (ii) Teilchen eines nichtneutralisierten sauren wasserabsorbierenden Harzes, eines nichtneutralisierten basischen wasserabsorbierenden Harzes oder beides oder (c) eine Mischung von (i) Teilchen eines nichtneutralisierten sauren wasserabsorbierenden Harzes und (ii) Teilchen eines nichtneutralisierten basischen wasserabsorbierenden Harzes. Zur Herstellung der Absorptionsfolie werden die Superabsorberkomponententeilchen, die Plastifikatorkomponente und alle optionalen Einsatzstoffe zusammengemischt und anschließend wird aus dem entstandenen Gemisch durch Aufbringen von ausreichend Wärme und Druck für eine ausreichend lange Zeit eine flexible Folie gebildet. Bei hohen Drücken kann zusätzliches Erhitzen entfallen.
Die thermische Preßverarbeitung oder Preßverarbeitung bei hohen Drücken erfolgt bei ausreichend Wärme und Druck, um eine Folie mit zur Handhabung und zum Einsatz in der Konfektionierung von absorbierenden Erzeugnissen ausreichender struktureller Beständigkeit herzustellen. Dabei sind Wärme und Druck oder der Druck allein und die Behandlungsdauer ausreichend schonend, daß zwischen den funktionellen Gruppen des sauren und basischen Harzes und gegebenenfalls im Plastifikator vorliegenden funktionellen Gruppen im wesentlichen keine oberflächliche Vernetzungsreaktion erfolgt. Das heißt, bei der thermischen Preßverarbeitung wird der Plastifikator nicht verbraucht.
Das Absorptionsfolienmaterial verfügt daher über ausreichende Flexibilität und strukturelle Beständigkeit, um kontinuierlich hergestellt und aufgerollt zu werden. Die Absorptions- und physikalischen Eigenschaften in Kombination gestatten die Konfektionierung der vorliegenden Absorptionsfolien zu fluffreien Windelkernen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zum einen demnach ein SAP-Teilchen umfassendes Absorptionsfolienmaterial mit hoher Absorptionsgeschwindigkeit, guter Permeabilität und Gelfestigkeit, einem überwundenen Salzvergiftungseffekt und einer verbesserten Fähigkeit, elektrolythaltige Flüssigkeiten, wie Kochsalzlösung, Blut, Urin und Monatsblut, aufzunehmen und zurückzuhalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des weiteren ein Absorptionsfolienmaterial, umfassend (i) eine Superabsorberkomponente, umfassend mehrkomponentige Superabsorberteilchen, enthaltend mindestens eine diskrete Mikrodomäne mindestens eines sauren wasserabsorbierenden Harzes in Berührung mit oder in enger Nachbarschaft zu mindestens einer Mikrodomäne mindestens eines basischen wasserabsorbierenden Harzes, und (ii) eine Plastifikatorkomponente.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus ein Absorptionsfolienmaterial, bei dem die Superabsorberkomponente eine Mischung, enthaltend (i) mehrkomponentige Superabsorberteilchen und (ii) Teilchen eines zweiten wasserabsorbierenden Harzes ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem nichtneutralisierten sauren wasserabsorbierenden Harz, einem nichtneutralisierten basischen wasserabsorbierenden Harz und deren Mischung, enthält. Die Superabsorberkomponente gemäß dieser Ausführungsform enthält 10 bis 90 Gew.-% mehrkomponentige Superabsorberteilchen und 10 bis 90 Gew.-% Teilchen des zweiten wasserabsorbierenden Harzes.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Absorptionsfolienmaterial, bei dem das Superabsorbermaterial eine Mischung, enthaltend (i) Teilchen eines nichtneutralisierten sauren wasserabsorbierenden Harzes und (ii) Teilchen eines nichtneutralisierenden basischen wasserabsorbierenden Harzes, enthält. Die Mischung enthält 10 bis 90 Gew.-% saure Harzteilchen und 10 bis 90 Gew.-% basische Harzteilchen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Bereitstellung absorbierender Erzeugnisse, wie Windeln und Monatshygieneprodukten, mit einem Absorptionskern, umfassend mindestens eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie. Das absorbierende Erzeugnis umfaßt einen Kern, wobei der Kern mehr als 50 und bis zu 100 Gew.-% der Absorptionsfolien enthält.
Diese und weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein schematisches Diagramm eines wasserabsorbierenden Teilchens enthaltend Mikrodomänen eines ersten Harzes, verteilt in einer kontinuierlichen Phase eines zweiten Harzes.
2 zeigt ein schematisches Diagramm eines wasserabsorbierenden Teilchens enthaltend Mikrodomänen eines ersten Harzes und Mikrodomänen eines zweiten Harzes über das gesamte Teilchen verteilt.
3 und 4 zeigen Querschnitte durch ein absorbierendes Erzeugnis mit einem Kern enthaltend 100 Gew.-% erfindungsgemäße Absorptionsfolien als SAP.
5 und 6 sind Aufzeichnungen der Wiederaufnahmefähigkeit (g) beziehungsweise Akquisitionsgeschwindigkeit (ml/sec) gegen Gelbettpermeabilität (GBP) für zweite, dritte und vierte Beaufschlagungen eines erfindungsgemäßen Folienmaterials.
7 enthält Aufzeichnungen der Kerndichte (g/cm³) und Steifigkeit (mNm) gegen Propylenglykolkonzentration.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung eines Absorptionsfolienmaterials bevorzugt kontinuierlich aus einer Mischung enthaltend (a) eine Superabsorberkomponente und (b) eine Plastifikatorkomponente, sowie beliebige erwünschte optionale Einsatzstoffe. Die Superabsorberkomponente umfaßt ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz und ein nichtneutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz. In dem Folien material können die sauren und basischen Harze als separate Teilchen aus dem jeweiligen Harz oder als mehrkomponentige SAP-Teilchen enthalten sein, wobei im letzteren Falle jedes Teilchen mindestens ein Mikrodomän des sauren wasserabsorbierenden Harzes und mindestens ein Mikrodomän des basischen wasserabsorbierenden Harzes enthält. Bei der Plastifikatorkomponente handelt es sich um einen Stoff, der die sauren und/oder basischen wasserabsorbierenden Harze plastifiziert. Bevorzugt ist die Plastifikatorkomponente unter den zur Herstellung der Absorptionsfolie zur Anwendung kommenden Bedingungen der thermischen Preßverarbeitung nicht flüchtig.
Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolien zeigen für Folien, die 60 bis 100 Gew.-% SAP- und Plastifikatorkomponenten und 0 bis 40 Gew.-% optionale nichtabsorbierende Fasern oder Füllstoffe, herkömmliche Superabsorber und andere optionale Einsatzstoffe enthalten, eine unerwartete Flexibilität und strukturelle Beständigkeit. Darüber hinaus rieseln wenige oder überhaupt keine Superabsorberteilchen aus den Absorptionsfolien heraus. Dementsprechend kann man die Absorptionsfolien in einen fluffreien Kern eines absorbierenden Erzeugnisses verarbeiten. Die Absorptionsfolienmaterialien eignen sich beispielsweise als Windelkerne, in Monatshygieneprodukten und anderen Hygieneprodukten, Einlagen, Wischtüchern und anderen Saugkörpern für den persönlichen oder gewerblichen Gebrauch.
Superabsorberkomponente
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorptionsfolie mit einer Superabsorberkomponente, umfassend ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz und ein nichtneutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz. Dabei ist unter "nichtneutralisiert" im Sinne der Erfindung ein zu 0 bis 50% neutralisiertes wasserabsorbierendes Harz zu verstehen. Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung haben die Superabsorperteilchen der Superabsorberkomponente eine Teilchengröße von etwa 10 bis 810 μm und eine mittlere Teilchengröße von weniger als 400 μm.
Nach einer Ausführungsform umfaßt die Superabsorberkomponente mehrkomponentige Superabsorberteilchen enthaltend mindestens eine Mikrodomäne eines sauren wasserabsorbierenden Harzes in enger Nachbarschaft zu und bevorzugt in Berührung mit mindestens einer Mikrodomäne eines basischen wasserabsorbierenden Harzes. Dabei enthält jedes Teilchen eine oder mehrere Mikrodomänen eines sauren Harzes und eine oder mehrere Mikrodomänen eines basischen Harzes. Die Mikrodomänen können sich ungleichmäßig oder gleichmäßig über jedes Teilchen verteilen. Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen haben eine Teilchengrößenverteilung von 10 bis 810 μm und eine massenmittlere Teilchengröße von weniger als 400 μm.
Jedes multikomponentige Superabsorberteilchen enthält mindestens ein saures wasserabsorbierendes Harz und mindestens ein basisches wasserabsorbierendes Harz. Nach einer Ausführungsform bestehen die Superabsorberteilchen im wesentlichen aus sauren Harzen und basischen Harzen und enthalten Mikrodomänen der sauren und/oder basischen Harze. Nach einer anderen Ausführungsform sind die Mikrodomänen der sauren und basischen Harze in einem absorbierenden Matrixharz gemäß der US-PS 6,159,591 dispergiert.
Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen sind nicht auf eine besondere Struktur oder Gestalt beschränkt. Es ist jedoch wichtig, daß im wesentlichen jedes mehrkomponentige Superabsorberteilchen mindestens eine Mikrodomäne eines sauren wasserabsorbierenden Harzes und mindestens eine Mikrodomäne eines basischen wasserabsorbierenden Harzes in enger Nachbarschaft zueinander enthalten. Sind die Mikrodomäne des sauren Harzes und die Mikrodomäne des basischen Harzes in enger Nachbarschaft zueinander im Teilchen angeordnet, so kann man nämlich eine verbesserte Wasseraufnahme und -retention und eine verbesserte Permeabilität durch und zwischen mehrkomponentigen Superabsorberteilchen beobachten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform berühren sich die Mikrodomänen des sauren und basischen Harzes.
Nach einer Ausführungsform kann man sich die erfindungsgemäßen mehrkomponentigen Superabsorberteilchen als eine Dispersion von einer oder mehreren Mikrodomänen eines sauren Harzes in einer kontinuierlichen Phase eines basischen Harzes oder als eine Dispersion von einer oder mehreren Mikrodomänen eines basischen Harzes in einem kontinuierlichen sauren Harz vorstellen. Diese idealisierten mehrkomponentigen Superabsorberteilchen sind in 1 dargestellt, wobei ein Superabsorberteilchen 10 diskrete Mikrodomänen 14 eines dispersen Harzes in einer kontinuierlichen Phase eines zweiten Harzes 12 aufweist. Handelt es sich bei den Mikrodomänen 14 um ein saures Harz, dann handelt es sich bei der kontinuierlichen Phase 12 um ein basisches Harz. Handelt es sich umgekehrt bei den Mikrodomänen 14 um ein basisches Harz, dann bedeutet die kontinuierliche Phase 12 ein saures Harz.
Nach einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei den Superabsorberteilchen um Mikrodomänen eines sauren Harzes und Mikrodomänen eines basischen Harzes, die ohne kontinuierliche Phase über das ganze Teilchen verteilt sind. Diese Ausführungsform ist in 2 dargestellt, wobei ein idealisiertes mehrkomponentiges Superabsorberteilchen 20 mehrere Mikrodomänen eines sauren Harzes 22 und mehrere Mikrodomänen eines basischen Harzes 24 über das Teilchen 20 verteilt aufweist.
Nach einer weiteren Ausführungsform verteilen sich Mikrodomänen der sauren und basischen Harze über eine ein Matrixharz umfassende kontinuierliche Phase. Diese Ausführungsform ist ebenfalls in 1 dargestellt, wobei das mehrkomponentige Superabsorberteilchen 10 eine oder mehrere Mikrodomänen 14, jeweils aus einem sauren Harz oder einem basischen Harz, in einer kontinuierlichen Phase 12 eines Matrixharzes verteilt enthält. Zusätzliche Ausführungsformen von mehrkomponentigen Superabsorberteilchen sind in den US-PSen 6,159,591 und 6,342,298 offenbart.
Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen umfassen ein saures Harz und ein basisches Harz in einem Gewichtsverhältnis von 90:10 bis 10:90 und bevorzugt 20:80 bis 80:20. Zur vollen Realisierung der Vorteile der vorliegenden Erfindung liegt das Gewichtsverhältnis von saurem zu basischem Harz in einem mehrkomponentigen Superabsorberteilchen bei 30:70 bis 70:30. Dabei können die sauren und basischen Harze homogen oder nichthomogen über das Superabsorberteilchen verteilt sein.
Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen enthalten mindestens 50 und bevorzugt mindestens 70 Gew.-% saures Harz plus basisches Harz. Zur vollen Realisierung der Vorteile der vorliegenden Erfindung enthält ein mehrkomponentiges Superabsorberteilchen 80 bis 100 Gew.-% saures Harz plus basisches Harz. Neben saurem Harz uns basischem Harz handelt es sich bei den Bestandteilen der erfindungsgemäßen Superabsorberteilchen typischerweise um Matrixharze oder andere kleinere optionale Einsatzstoffe.
Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen und Teilchen anderer Superabsorbermaterialien können in beliebiger, regulärer oder irregulärer Form vorliegen, wie z. B. als Körnchen, Fasern, Perlen, Pulver oder Schuppen, oder in einer beliebigen anderen Gestalt. Nach Ausführungsformen, bei denen die Herstellung des mehrkomponentigen Superabsorbers durch eine Extrusion erfolgt, wird die Gestalt des Superabsorbers von der Gestalt der Extrusionsdüse bestimmt. Die Gestalt der Superabsorberteilchen kann auch durch andere physikalische Prozesse, wie zum Beispiel Mahlen oder durch das Herstellungsverfahren der Teilchen, wie zum Beispiel Agglomeration, bestimmt werden.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung verfügen die Teilchen der Superabsorberkomponente über eine Teilchengrößenverteilung von 10 bis 810 Mikron (μm) und bevorzugt 10 bis 600 μm. Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen verfügen die Superabsorberteilchen über eine Teilchengrößenverteilung von 20 bis 500 μm. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile verfügen die Superabsorberteilchen über eine Teilchengrößenverteilung von 30 bis 375 μm. Die Teilchen der Superabsorberkomponente verfügen auch über eine massenmittlere Teilchengröße von weniger als 400 μm und bevorzugt weniger als 350 μm. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile verfügen die Superabsorberteilchen über eine massenmittlere Teilchengröße von weniger als 300 μm. Nach bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich bei den Superabsorberteilchen der Superabsorberkomponente um ein Körnchen, eine Perle oder eine Faser.
Für die oben beschriebenen Superabsorberteilchen handelt es sich bei der Teilchengröße um die durch Siebanalyse ermittelte Dimension. So wird zum Beispiel einem ein US-amerikanisches Normprüfsieb mit 250 Mikron großen Öffnungen (zum Beispiel ein 60er Sieb in der alternativen US-amerikanischen Siebgrößenbezeichnung) passierendes Teilchen eine Größe von mehr als 250 Mikron, einem ein Sieb mit 250 Mikron großen Öffnungen passierendes und ein Sieb mit 125 Mikron großen Öffnungen (zum Beispiel ein 120er Sieb der alternativen US-amerikanischen Siebgrößenbezeichnung) nicht passierendes Teilchen eine Größe zwischen 125 und 250 Mikron und einem ein Sieb mit 125 Mikron großen Öffnungen passierendes Teilchen eine Größe von weniger als 125 Mikron zugeordnet.
Unter der massenmittleren Teilchengröße einer gegebenen Superabsorberprobe versteht man die Teilchengröße, die die Probe massenbezogen halbiert, so daß eine Hälfte der Probe eine über der massenmittleren Größe liegende Teilchengröße aufweist. Mittels eines üblichen Teilchengrößenaufzeichnungsverfahrens, bei dem man den kumulativen Gewichtsanteil der in Bezug auf eine gegebene Siebgrößenöffnung zurückgehaltenen oder durchgehenden Teilchenprobe in einem Wahrscheinlichkeitsnetz gegen Siebgrößenöffnung aufträggt, wird typischerweise die mittlere Teilchengröße in dem Fall ermittelt, wenn der Massenwert 50% nicht der Größenöffnung eines US-amerikanischen Normprüfsiebs entspricht. Näheres zu Verfahren zur Ermittlung der Teilchengröße von Superabsorberteilchen findet sich in der US-PS 5,061,259 .
Bei einer Mikrodomäne handelt es sich um ein in einem mehrkomponentigen Superabsorberteilchen vorliegendes Volumen eines sauren Harzes oder eines basischen Harzes. Aufgrund der Tatsache, daß jedes mehrkomponentige Superabsorberteilchen mindestens eine Mikrodomäne eines sauren Harzes und mindestens eine Mikrodomäne eines basischen Harzes enthält, besitzt eine Mikrodomäne ein kleineres Volumen als das Volumen des mehrkomponentigen Superabsorberteilchens. Eine Mikrodomäne kann daher höchstens 90% des Volumens eines mehrkomponentigen Superabsorberteilchens ausmachen.
Typischerweise hat eine Mikrodomäne einen Durchmesser von 100 μm und weniger. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile hat eine Mikrodomäne einen Durchmesser von 20 μm und weniger. Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen enthalten auch Mikrodomänen mit Durchmessern im Submikronbereich, beispielsweise Mikrodomänendurchmesser von weniger als 1 μm, bevorzugt weniger als 0,1 μm bis 0,01 μm.
Nach einer anderen Ausführungsform haben die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen die Form einer Faser, das heißt eines länglichen, nadelförmigen Superabsorberteilchens. Die Faser hat beispielsweise die Form eines Zylinders mit einer kleineren Dimension (das heißt Durchmesser) und einer größeren Dimension (das heißt Länge). Zylindrische mehrkomponentige Super absorberfasern haben eine kleinere Dimension (das heißt Faserdurchmesser) von weniger als 250 μm bis zu 20 μm. Die zylinderförmigen Superabsorberfasern haben eine vergleichsweise kurze größere Dimension, beispielsweise 100 bis 500 μm.
Ein in einem mehrkomponentigen Superabsorberteilchen vorliegendes saures wasserabsorbierendes Harz kann entweder ein stark oder ein schwach wasserabsorbierendes Harz darstellen. Bei dem sauren wasserabsorbierenden Harz kann es sich um ein einziges Harz oder um ein Harzgemisch handeln. Als saures Harz eignet sich sowohl ein Homopolymer als auch ein Copolymer. Die Art des sauren wasserabsorbierenden Harzes unterliegt nur der Beschränkung, daß das Harz in der Lage sein muß, in einer neutralisierten Form zu Quellen und dabei das mindestens Zehnfache seines Eigengewichts an Wasser aufzunehmen. Das saure Harz liegt dabei in seiner sauren oder nichtneutralisierten Form vor, wobei 50 bis 100% der sauren Gruppen in Form der freien Säure vorliegen. In Form der freien Säure ist ein saures wasserabsorbierendes Harz zwar in der Regel ein schlechtes Absorptionsmittel für Wasser, die Kombination eines sauren Harzes und eines basischen Harzes entweder in einem mehrkomponentigen Superabsorberteilchen oder einem Mischbettsystem erbringt jedoch wie im folgenden verdeutlicht ausgezeichnete Wasserabsorptions- und -retentionseigenschaften.
Beim sauren wasserabsorbierenden Harz handelt es sich üblicherweise um ein leicht vernetztes Acrylharz, wie leicht vernetzte Polyacrylsäure. Die Herstellung des leicht vernetzten sauren Harzes erfolgt üblicherweise durch Polymerisation eines sauren Monomers mit einer Acylgruppe, wie zum Beispiel Acrylsäure, oder einem eine Säuregruppe liefernden Rest, das heißt Acrylnitril, in Gegenwart eines Vernetzers, das heißt einer polyfunktionellen organischen Verbindung. Das saure Harz kann weitere an sich bekannte copolymerisierbare Einheiten, das heißt andere monoethylenisch ungesättigte Comonomere, enthalten, so lange das Polymer weitgehend, das heißt zu mindestens 10% und bevorzugt zu mindestens 25%, aus sauren Monomereinheiten besteht. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile besteht das saure Harz zu mindestens 50% und bevorzugt zu mindestens 75% und bis zu 100% aus sauren Monomereinheiten. Die anderen copolymerisierbaren Einheiten können beispielsweise dazu dienen, die Hydrophilie des Polymers zu verbessern.
Als ethylenisch ungesättigte Carbonsäure und Carbonsäureanhydride eignen sich zur Herstellung des sauren wasserabsorbierenden Harzes unter anderem Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure, α-Chloracrylsäure, α-Cyanacrylsäure, β-Methylacrylsäure (Crotonsäure), α-Phenylacrylsäure, β-Acryloxypropionsäure, Sorbinsäure, α-Chlorsorbinsäure, Angelicasäure, Zimtsäure, p-Chlorzimtsäure, β-Stearylacrylsäure, Itaconsäure, Citraconsäure, Mesaconsäure, Glutaconsäure, Aconitsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Tricarboxyethylen und Maleinsäureanhydrid.
Zu ethylenisch ungesättigten Sulfonsäuren zählen aliphatische und aromatische Vinylsulfonsäuren, wie zum Beispiel Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Vinyltoluolsulfonsäure, Styrolsulfonsäure, Acryl- und Methacrylsulfonsäure, wie zum Beispiel Sulfoethylacrylat, Sulfoethylmethacrylat, Sulfopropylacrylat, Sulfopropylmethacrylat, 2-Hydroxy-3-methacryloxypropylsulfonsäure und 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure.
Wie oben ausgeführt, erfolgt die Polymerisation saurer Monomere und gegebenenfalls copolymerisierbarer Monomere meist radikalisch in Gegenwart einer polyfunktionellen organischen Verbindung. Durch das Vernetzen werden die sauren Harze weitgehend wasserunlöslich und wird zum Teil die Absorptionskapazität der Harze bestimmt. Zum Einsatz in Absorptionsanwendungen wird ein saures Harz leicht vernetzt, das heißt auf eine Vernetzungsdichte von weniger als 20%, bevorzugt von weniger als 10% und ganz besonders bevorzugt 0,01% bis 7% eingestellt.
Ein Vernetzungsmittel wird ganz besonders in einer Menge von weniger als 7 Gew.-% und üblicherweise von 0,1 Gew.-% bis 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomere eingesetzt. Beispiele für vernetzend wirkende Monomere sind in der US-PS 6,159,591 aufgeführt.
Als entweder stark oder schwach saures Harz können alle Harze dienen, die in ihrer neutralisierten Form als Superabsorber wirken. Die sauren Harze enthalten typischerweise mehrere Carbonsäure-, Sulfonsäure-, Phosphonsäure-, Phosphorsäure- und/oder Schwefelsäureeinheiten. Zu Beispielen für saure Harze zählen ohne Beschränkung Polyacrylsäure, hydrolysiertes Stärke/Acrylnitril-Pfropfcopolymerisat, Stärke/Acrylsäure-Pfropfcopolymerisat, verseifte Vinylacetat/Acrylsäureester-Copolymerisate, hydrolysierte Acrylnitrilcopolymerisate, hydrolysierte Acrylamidcopolymerisate, Ethylen/Maleinsäureanhydrid- Copolymerisate, Ísobutylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate, Polyvinylsulfonsäure, Polyvinylphosphonsäure, Polyvinylphosphorsäure, Polyvinylschwefelsäure, sulfoniertes Polystyrol, Polyaspartinsäure, Polymilchsäure und deren Mischungen. Bevorzugt als saures Harz ist Polyacrylsäure.
Die mehrkomponentigen Superabsorber können einzelne Mikrodomänen enthalten, die (a) ein einziges saures Harz enthalten oder (b) mehrere saure Harze, das heißt eine Mischung von sauren Harzen, enthalten. Die mehrkomponentigen Superabsorber können auch Mikrodomänen enthalten, bei denen bezüglich der sauren Komponente ein Teil der sauren Mikrodomänen ein erstes saures Harz oder Gemisch von sauren Harzen und der Rest ein zweites saures Harz oder Gemisch von sauren Harzen umfaßt.
Analog dem sauren Harz kann es sich auch bei dem basischen wasserabsorbierenden Harz um ein stark oder schwach basisches wasserabsorbierendes Harz handeln. Bei dem basischen wasserabsorbierenden Harz kann es sich um ein einziges Harz oder auch um ein Harzgemisch handeln. Das basische Harz kann ein Homopolymer oder ein Copolymer darstellen. Die Art des basischen Harzes unterliegt allein der Beschränkung, daß das basische Harz in der Lage sein muß, in elektrisch geladener Form zu quellen und dabei mindestens das Zehnfache seines Eigengewichts an Wasser aufzunehmen. Das schwach basische Harz liegt typischerweise als freie Base beziehungsweise nichtneutralisiert vor, das heißt 50 bis 100% der basischen Moleküleinheiten, wie zum Beispiel Aminogruppen, liegen in einer neutralen, nicht elektrisch geladenen Form vor. Die stark basischen Harze liegen typischerweise als Hydroxid (OH) oder Hydrogencarbonat (HCO₃) vor.
Bei dem basischen wasserabsorbierenden Harz handelt es sich typischerweise um ein leicht vernetztes Harz vom Acryltyp, wie zum Beispiel ein Polyvinylamin oder ein Polydialkylaminoalkyl(meth)acrylamid. Als basisches Harz eignet sich auch ein Polymer, wie zum Beispiel ein leicht vernetztes Polyethylenimin, ein Polyallylamin, ein Polyallylguanidin, ein Polydimethyldiallylammoniumhydroxid, ein quaternisiertes Polystyrolderivat, ein guanidinmodifiziertes Polystyrol, ein quaternisiertes Poly(meth)acrylamid oder Esteranalog oder ein Polyvinylguanidin. Das leicht vernetzte basische wasserabsorbierende Harz kann andere copolymerisierbare Einheiten enthalten und ist mit einer polyfunktionellen organischen Verbindung, wie sie oben beim sauren wasserabsorbierenden Harz aufgeführt ist, vernetzt.
Ein in den mehrkomponentigen Superabsorberteilchen eingesetztes basisches wasserabsorbierendes Harz enthält typischerweise eine Amino- oder eine Guanidinogruppe. Somit läßt sich ein wasserlösliches basisches Harz auch in Lösung vernetzen, indem man ein nichtvernetztes basisches Harz in einem wäßrigen oder alkoholischen Medium suspendiert oder löst und anschließend mit einer di- oder polyfunktionellen Verbindung versetzt, die in der Lage ist, das basische Harz durch Reaktion mit dessen Aminogruppen zu vernetzen. Derartige Vernetzungsmittel sind beispielsweise in der US-PS 6,235,965 aufgeführt.
Als entweder stark oder schwach basisches Harz können also alle Harze dienen, die in ihrer elektrisch geladenen Form als Superabsorber wirken. Das basische Harz enthält typischerweise Amino- oder Guanidinoeinheiten. Zu Beispielen für basische Harze zählen ein Polyvinylamin, ein Polyethylenimin, ein Polyvinylguanidin, ein Polyallylamin, ein Polyallylguanidin oder ein Polydialkylaminoalkylmethacrylamid, hergestellt durch Polymerisation und leichtes Vernetzen eines Monomers mit der Struktur
oder seines Esteranalogons
wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und Methyl, Y für einen zweiwertigen geradkettigen oder verzweigten organischen Rest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen steht und R₃ und R₄ unabhängig voneinander Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten. Zu bevorzugten basischen Harzen zählen ein Polyvinylamin, Polyethylenimin, Polyvinylguanidin, Polydimethylaminoethylacrylamid (Poly-DAEA) sowie Polydimethylaminopropyl(meth)acrylamid (Poly-DMAPMA). Analog zu den Mikrodomänen eines sauren Harzes können die mehrkomponentigen Superabsorber auch Mikrodomänen eines einzigen basischen Harzes, Mikrodomänen mit einer Mischung von basischen Harzen oder Mikrodomänen unterschiedlicher basischer Harze enthalten.
Die Herstellung der mehrkomponentigen Superabsorber kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. Dabei versteht sich, daß das exakte Verfahren zur Herstellung eines mehrkomponentigen Superabsorbers keiner Beschränkung unterliegt. Geeignet sind alle Verfahren, nach denen man ein Teilchen mit mindestens einer Mikrodomäne eines sauren Harzes in Berührung mit oder in enger Nachbarschaft zu mindestens einer Mikrodomäne eines basischen Harzes erhält. Beispiele für Verfahren zur Herstellung mehrkomponentiger Superabsorber sind in den US-PSen 6,159,591 und 6,342,298 offenbart.
Optional kann man das saure Harz, das basische Harz und/oder die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen vor der thermischen Preßverarbeitung oberflächlich behandeln und/oder tempern. Superabsorberteilchen an der Oberfläche zu behandeln und/oder zu tempern ist beispielsweise aus der US-PS 6,159,591 bekannt. Nichtlimitierende Beispiele für mehrkomponentige Superabsorberteilchen und ihr Herstellungsverfahren finden sich in den US-PSen 6,159,591 und 6,342,298 .
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann man ein stark saures Harz entweder mit einem stark basischen Harz oder mit einem schwach basischem Harz oder einer Mischung davon einsetzen. Ein schwach saures Harz kann man zusammen mit einem stark basischen Harz oder einem schwach basischen Harz oder einer Mischung davon verwenden. Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen werden das schwach saure Harz, das schwach basische Harz und/oder die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen oberflächlich vernetzt und/oder getempert.
Nach einer anderen Ausführungsform umfaßt die Superabsorberkomponente mehrkomponentige Superabsorberteilchen, versetzt mit Teilchen eines zweiten wasserabsorbierenden Harzes. Als zweites wasserabsorbierendes Harz kommt dabei ein nichtneutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz, ein nichtneutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz oder eine Mischung davon in Frage. Wie die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen haben die Teilchen aus dem zweiten wasserabsorbierenden Harz eine Teilchengrößenverteilung von 10 bis 810 μm und eine massenmittlere Teilchengröße von weniger als 400 μm. Das zweite wasserabsorbierende Harz ist zu 0 bis 50% neutralisiert.
Eine Superabsorberkomponente umfaßt nach dieser Ausführungsform 10 bis 90 und bevorzugt etwa 25 bis etwa 85 Gew.-% mehrkomponentige Superabsorberteilchen und 10 bis 90 und bevorzugt 25 bis 85 Gew.-% Teilchen des zweiten wasserabsorbierenden Harzes. Besonders bevorzugt enthält diese Ausführungsform der Superabsorberkomponente 30 bis 75 Gew.-% mehrkomponentige Superabsorberteilchen. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile enthält die Superabsorberkomponente 35 bis 75 Gew.-% der mehrkomponentigen Superabsorberteilchen. Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen und die Teilchen aus dem zweiten wasserabsorbierenden Harz können in beliebiger Form vorliegen, so beispielsweise als Körnchen, Faser, Pulver oder Plättchen.
Als zweites wasserabsorbierendes Harz eignen sich alle der bereits oben im Zusammenhang mit der Herstellung eines mehrkomponentigen Superabsorbers erörterten sauren Harze. Ein als zweites Harz bevorzugtes saures wasserabsorbierendes Harz ist nichtneutralisierte Polyacrylsäure (PAA), beispielsweise mit einem Neutralisationsgrad DN von bis zu 50%. Als zweites wasserabsorbierendes Harz eignen sich auch alle der oben im Zusammenhang mit der Herstellung eines mehrkomponentigen Superabsorbers erörterten basischen Harze. Als zweites Harz bevorzugte basische wasserabsorbierende Harze sind nichtneutralisiertes Polyvinylamin (PVAm) oder nichtneutralisiertes Polyethylenimin (PEI). Als zweites wasserabsorbierendes Harz kann man auch Mischungen von sauren Harzen oder Mischungen von basischen Harzen einsetzen. Ferner können als zweites wasserabsorbierendes Harz auch Mischungen von einem sauren Harz und einem basischen Harz eingesetzt werden. Optional wird das zweite wasserabsorbierende Harz vorab der thermischen Preßverarbeitung oberflächlich vernetzt oder getempert.
Ein Beispiel für eine Superabsorberkomponente gemäß dieser Ausführungsform ist eine Mischung von mehrkomponentigen Superabsorberteilchen und Teilchen nichtneutralisierter (DN = 0) Polyacrylsäure (PAA). Dabei bezieht sich hier und im Rest der Schrift PAA (DN = 0) auf 100% nichtneutralisierte PAA. Die mehrkomponentigen Superabsorberteilchen enthalten Mikrodomäne von PVAm in Dispersion in PAA (DN = 0). Dabei liegt das PVAm/PAA-Gewichtsverhältnis der mehrkomponentigen Superabsorberteilchen bei 55/45.
Die Superabsorberkomponente umfaßt nach noch einer Ausführungsform eine Mischung von Teilchen eines nichtneutralisierten basischen wasserabsorbierenden Harzes, wie zum Beispiel PVAm, und Teilchen eines nichtneutralisierten sauren wasserabsorbierenden Harzes, wie zum Beispiel PAA, in der sowohl das saure als auch das basische wasserabsorbierende Harz mit einer Teilchengröße von 10 bis 810 μm und einer mittleren Teilchengröße von weniger als 400 μm vorliegen. Dabei sind saures und basisches wasserabsorbierendes Harz jeweils zu 0 bis 50% neutralisiert. Als saure und basische wasserabsorbierende Harze kommen alle oben im Zusammenhang mit der Herstellung eines mehrkomponentigen Superabsorbers erörterten sauren und basischen Harze infrage, wobei das saure und/oder das basische wasserabsorbierende Harz optional oberflächlich vernetzt oder getempert ist.
Die Superabsorberkomponente umfaßt nach dieser Ausführungsform 10 bis 90 und bevorzugt 25 bis 85 Gew.-% Teilchen aus saurem wasserabsorbierendem Harz und 10 bis 90 und bevorzugt 25 bis 85 Gew.-% Teilchen aus basischem wasserabsorbierendem Harz. Besonders bevorzugt enthält diese Ausführungsform der Superabsorberkomponente 30 bis 75 Gew.-% Teilchen aus saurem Harz. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile enthält diese Ausführungsform der Superabsorberkomponente 35 bis 75 Gew.-% der Teilchen aus saurem Harz.
Ein bevorzugtes saures wasserabsorbierendes Harz ist PAA (DN = 0). Bevorzugt eingesetzte basische wasserabsorbierende Harze sind nichtneutralisiertes PVAm oder nichtneutralisiertes PEI. Auch Mischungen von sauren Harzen und/oder Mischungen von basischen Harzen können in der Superabsorberkomponente eingesetzt werden.
Ein Beispiel für eine Superabsorberkomponente gemäß dieser Ausführungsform ist eine Mischung von nichtneutralisierten (DN = 0) PAA-Teilchen und nichtneutralisierten PVAm-Teilchen. Das PVAm/PAA-Gewichtsverhältnis liegt bei 45/55 oder 30/70.
In einem erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterial kann es sich bei der Superabsorberkomponente also um getrennte Teilchen aus saurem und basischem Harz handeln oder um mehrkomponentige Superabsorberteilchen, die jeweils mindestens eine Mikrodomäne eines sauren wasserabsorbierenden Harzes und mindestens eine Mikrodomäne eines basischen wasserabsorbierenden Harzes enthalten. Sowohl die sauren als auch die basischen wasserabsorbierenden Harze sind unabhängig davon, ob es sich um einkomponentige Teilchen oder um mehrkomponentige Teilchen handelt, leicht vernetzte Polymere im nichtneutralisierten Zustand derart, daß zwischen saurem und basischem Harz bei Benetzung Ionenaustausch unter Teilchenneutralisation stattfindet.
Die in einem erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterial Einsatz findende Superabsorberkomponente umfaßt zwei völlig unterschiedliche Harztypen, der eine sauer, der andere basisch, die in der Lage sind, als absorbierendes Material zu wirken, wenn man beide im Folienmaterial einarbeitet und mit einer elektrolythaltigen Lösung kontaktiert. In seiner elektrisch ungeladenen Form verhält sich von sich aus keines der beiden Harze bei Kontaktieren mit Wasser als Superabsorber. Wenn die beiden elektrisch ungeladenen Harze mit einer wäßrigen Flüssigkeit wie zum Beispiel Urin in Berührung kommen, werden sie zumindest teilneutralisiert und bilden ein superabsorbierendes Material.
Plastifikatorkomponente
Ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial umfaßt ferner eine Plastifikatorkomponente. Die Plastifikatorkomponente ist in der Folie in einer Menge von 2 bis 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomponente enthalten. Nach bevorzugten Ausführungsformen enthält das Folienmaterial 2 bis 100 und besonders bevorzugt 2 bis 50 Gewichtsteile der Plastifikatorkomponente pro 100 Gewichtsteile Superabsorberkomponente. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile enthält das Folienmaterial 3 bis 50 und besonders bevorzugt 5 bis 25 Gewichtsteile der Plastifikatorkomponente pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomponente. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Anteil der Plastifikatorkomponente von mehr als 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomonente die Dicke der Absorptionsfolie schwer einzustellen ist, so daß die Folie zu dick ausfallen kann, um sie wirkungsvoll in einem absorbierenden Erzeugnis verwenden zu können.
Die Plastifikatorkomponente reduziert die Steifigkeit, Sprödigkeit und/oder die Härte der Folie und erlaubt ein Formen des Absorptionsfolienmaterials, ohne daß das Folienmaterial dabei nennenswert Risse bildet, einreißt, zerschlitzt, bricht oder sonstwie Schaden nimmt. Zudem werden Steifigkeit, Sprödigkeit und/oder Härte permanent reduziert.
Die Art der Plastifikatorkomponente unterliegt keiner Beschränkung, vorausgesetzt der Plastifikator ist in der Lage, das saure und/oder basische Harz der Superabsorberkomponente zu plastifizieren. Typischerweise wirkt die Plastifikatorkomponente auf das basische Harz, wobei die alleinige Plastifizierung des basischen Harzes ausreicht, dem Absorptionsfolienmaterial ausgezeichnete Flexibilität zu verleihen.
Bevorzugt ist die Plastifikatorkomponente unter den zur thermischen Preßverarbeitung der Absorptionsfolie zur Anwendung kommenden Bedingungen ausreichend wenig flüchtig, um nach der thermischen Preßverarbeitung nicht aus der Absorptionsfolie zu entweichen. Nach bevorzugten Ausführungsformen enthält die Plastifikatorkomponente Verbindungen mit einem Siedepunkt von 80°C und höher, beispielsweise 80°C bis 250°C.
Es ist jedoch auch möglich, zur leichteren Herstellung eines erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterials vergleichsweise leichtflüchtige Verbindungen in einer Plastifikatorkomponente einzusetzen. In diesem Falle verdampft die leichtflüchtige Verbindung zumindest teilweise im Laufe der thermischen Preßverarbeitung des Folienmaterials. Dabei dient die leichtflüchtige Verbindung typischerweise als Verdünnungsmittel für andere in der Plastifikatorkomponente vorliegende Verbindungen, um die Applizierung der Plastifikatorkomponente auf Teilchen der Superabsorberkomponente zu erleichtern und eine gleichmäßige Verteilung der Plastifikatorkomponente auf der Superabsorberkomponente bewerkstelligen zu helfen. Eine in der Plastifikatorkomponente eingesetzte leichtflüchtige Verbindung verfügt über einen Siedepunkt von mindestens 20°C bei Normaltemperatur und -druck.
Zu den in der Plastifikatorkomponente einsetzbaren Verbindungsklassen zählen ohne Beschränkung Alkohole, Glykole, Triole, Polyhydroxyverbindungen, Aminalkohole, Amide, Sulfoxide, Glykolether, Glykolester, aprotische Lösungsmittel und ähnliche Verbindungsklassen. Alkohole wie zum Beispiel Methanol und Ethanol sind typischer weise leichtflüchtige Verbindungen, die im Laufe der thermischen Preßverarbeitung oder Lagerung der Absorptionsfolien verdampfen und zur leichteren Folienherstellung verwendet werden.
Zu nichtlimitierenden Beispielen für Verbindungen, die sich zum Einsatz in der plastifizierenden Komponente eignen, zählen im einzelnen Glycerin, Propylenglykol, Ethylenglykol, Hexylenglykol, 1,3-Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,3-Propandiol, Pentaerythrit, 1,4-Butandiol, Diacetonalkohol, Wasser, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol, Isopropyliden-bis-p-phenylenoxypropanol-2, Polyethylenglykol (M. G. 500 und weniger), Polypropylenglykol (M. G. 500 und weniger), Polybutylenglykol (M. G. 500 und weniger), Methanol, Ethanol, Butanol, Mono-, Di- und Triacetin, die Monomethyl-, -ethyl-, -butyl- und -phenylether von Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol, zum Beispiel Propylenglykolmonomethylether oder Ethylenglykolmonoethylether, Dimethylformamid, Diethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid, Triethanolamin, Diethanolamin, Tetrahydrofuran, Ethylencarbonat, Isophoron, Dioxan, Hexamethylphosphoramid, Sorbit, ein Sorbitanfettsäureester, wäßrige Saccharose und deren Mischungen.
Die Plastifikatorkomponente kann ferner ein Citrat mit einer Formel:
umfassen, wobei R¹, R² und R³ unabhängig voneinander C_1-4-Alkyl bedeuten und R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-4-Alkyl und C(O)R⁵, wobei R⁵ eine Alkylgruppe bedeutet. Zu Beispielen für Citrate zählen ohne Beschränkung Trimethylcitrat, Acetyltrimethylcitrat, Triethylcitrat, Tri-n-butylcitrat, Acetyltriethylcitrat, Acetyltri-n-butylcitrat, Acetyltri-n-hexylcitrat, n-Butyryltri-n-hexylcitrat, Acetyltri-n-hexyl/octyl/decylcitrat, Acetyltri-n-octyl/decylcitrat und deren Mischungen.
Auch ein nichtionisches Tensid eignet sich als Komponente der Plastifikatorkomponente. Geeignete Tenside verfügen über einen hydrophoben Grundkörper, wie eine langkettige Alkylgruppe oder eine alkylierte Arylgruppe, und eine hydrophile Kette mit einer ausreichenden Anzahl (das heißt 6 bis 20) von Ethoxy- und/oder Propoxyeinheiten. Zu Beispielen für Klassen von nichtionischen Tensiden zählen ethoxylierte Alkylphenole, ethoxylierte und propoxylierte Fett-(C_6-22)-Alkohole, Polyethylenglykolether der Methylglucose, Polyethylenglykolether des Sorbits, Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymere, ethoxylierte Ester der Fett-(C_6-22)-Säuren, Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit langkettigen Aminen oder Amiden und deren Mischungen.
Zu Beispielen für die in der Plastifikatorkomponente einsetzbaren nichtionischen Tenside zählen ohne Beschränkung Methylgluceth-10, PEG-20- Ethylglucosedistearat, PEG-20-Methylglucosesesquistearat, C_11-15-Pareth-20, Ceteth-8, Ceteth-12, Dodoxynol-12, Laureth-15, PEG-20-Rizinusöl, Polysorbat 20, Steareth-20, Polyoxyethylen-10-cetylether, Polyoxyethylen-10-stearylether, Polyoxyethylen-20-cetylether, Polyoxyethylen-10-oleylether, Polyoxyethylen-20-oleylether, ein ethoxyliertes Nonylphenol, ethoxyliertes Octylphenol, ethoxyliertes Dodecylphenol, ein ethoxylierter Fettalkohol (C_6-22) mit 6 bis 20 Ethylenoxideinheiten, Polyoxyethylen-20-isohexadecylether, Polyoxyethylen-23-glycerinlaurat, Polyoxyethylen-20-glycerylstearat, Polyoxyethylen-20-sorbitanmonoester, Polyoxyethylen-15-tridecylether und deren Mischungen.
Nach einer alternativen Ausführungsform wird das saure und/oder basische Harz vor der thermischen Preßverarbeitung intern plastifiziert. Intern plastifiziert heißt, daß man das saure oder basische Harz mit einer Verbindung umsetzt, die sowohl eine mit einer Carboxyl- oder Aminogruppe des Superabsorbers reaktionsfähige Moleküleinheit, wie zum Beispiel eine Glycidylgruppe, als auch einen als eine Plastifikatorverbindung wirkenden Rest, das heißt eine Hydroxylgruppe, enthält. Somit kann man das saure oder basische Harz beispielsweise durch Umsetzen mit einem Monoglycidylether des Ethylenglykols oder einer ähnlichen Verbindung intern plastifizieren.
Optionale Einsatzstoffe
Ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial kann insgesamt auch 0 bis 40 und bevorzugt 0 bis 30 Gew.-% an optionalen Einsatzstoffen enthalten. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile enthält das Folienmaterial insgesamt 0 bis 20 Gew.-% an optionalen Einsatzstoffen. Für einen einzelnen optionalen Einsatzstoff ist ein Anteil von 0 bis 25 Gew.-% des Folienmaterials vorgesehen.
Dem Absorptionsfolienmaterial kann man alle dem Fachmann auf dem Gebiet der Superabsorber bekannten optionalen Einsatzstoffe zusetzen, vorausgesetzt, die physikalischen Eigenschaften der Folie, wie zum Beispiel Flexibilität oder strukturelle Beständigkeit oder die Absorptionseigenschaften der Superabsorberkomponente in der Folie werden durch den optionalen Einsatzstoff nicht negativ beeinflußt. Zu Beispielen für optionale Einsatzstoffe zählen ohne Beschränkung herkömmliche Superabsorber, nichtabsorbierende Füllstoffe, Permeationshilfsmittel, Vliesfasern und ähnliche Einsatzstoffe.
So kann die Absorptionsfolie zum Beispiel bis zu 20 Gew.-% eines herkömmlichen Superabsorbers, insbesondere einer Polyacrylsäure mit DN größer 50 und typischerweise mit DN = 65 bis 80 enthalten. Der herkömmliche Superabsorber ist durch die normalen Alkalien neutralisiert, wie zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Triethanolamin. Nach einer Ausführungsform ergibt mit Triethanolamin neutralisierte Polyacrylsäure einen plastifizierten herkömmlichen Superabsorber, der die Flexibilität der Absorptionsfolie nicht nur nicht negativ beeinflußt sondern sogar zu ihr beitragen kann.
Zu weiteren herkömmlichen Superabsorbern zählen neutralisierte, wasserquellbare Polymere oder Copolymere mit Monomereinheiten aus Methacrylsäure, Maleinsäure, Itaconsäure, Fumarsäure, Methacrylamid, Methacrylnitril, Hydrolyseprodukte, Vinylacetat und Hydrolyseprodukten davon, Vinylpyrrilidon, Vinylpyridin, Vinylsulfonsäure und -ester und -amide, und N-Alkyl- und N,N-Dialkyl-substituierte Ester und/oder Amide der Methacrylsäure, oder Anhydride oder quaternäre Ammoniumverbindungen dieser Monomere. Darüber hinaus eignen sich als herkömmliche Superabsorber in einer erfindungsgemäßen Absorptionsfolie unter anderem ohne Beschränkung natürliche wasserquellbare Polymere wie Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Guarkernmehl, Xanthane, Alginate, Stärke und Derivate davon sowie neutralisierte Pfropfpolymere dieser natürlichen Polymere und der oben aufgeführten Monomere.
Zu Beispielen für herkömmliche Superabsorber zählen ohne Beschränkung Hydrolyseprodukte von Stärke/Acrylnitril-Pfropfpolymeren, Carboxymethylcellulose, vernetzte Polyacrylate, sulfonierte Polystyrole, hydrolysierte Polyacrylamide, Polyvinylalkohole, Stärke/Acrylsäure-Pfropfcopolymere, verseifte Vinylacetat/Acrylsäureester-Copolymere, hydrolysierte Acrylnitrilcopolymere, hydrolysierte Acrylamidcopolymere, Ethylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Isobutylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyvinylsulfonsäure, Polyvinylphosphonsäure, Polyvinylphosphorsäure, Polyvinylschwefelsäure, sulfoniertes Polystyrol, Polyaspartinsäure, Polymilchsäure und deren Mischungen. Weitere leicht vernetzte hydrophile Polymere sind in den US-PSen 5,669,894 und 5,559,335 von Goldman et al. offenbart. Als saures Harz ist eine neutralisierte Polyacrylsäure bevorzugt.
Zu Beispielen für Füllstoffe und Permeationshilfsmittel zählen ohne Beschränkung Natriumsilicat, Silica, ein absorbierender Ton wie zum Beispiel ein Bentonit, ein Kaolinton, Kreide, Silicagel, Kieselsäure, Aktivkohle und Pigmente, wie Titandioxid.
Als optionale Vliesfaser kommen beispielsweise infrage Polypropylen, Polyethylen, ein Polyester wie Polyethylenterephthalat, Viskose, Reyon und deren Mischungen. Die handelsüblichen Vliesstofftypen sind kardiert und thermisch verfestigt, harzverfestigt, kardiert und durchluftverfestigt, Spinnvlies, Schmelzvlies, Spinn-Schmelz-Spinn-Vlies (SMS), (Spunlace) wasserstrahlverfestigt, trockenverlegt und thermoverfestigt. Bei Verwendung in einer Menge von 10 bis 100 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) Folienmaterial verleihen die Vliesfasern dem erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterial zusätzliche Naßfestigkeit. Es ist darauf hinzuweisen, daß als Vliesfaser eine Rollenware bevorzugt ist, wie die oben beschriebenen Vliesstoffe können sie aber auch freie Fasern darstellen, die mit der Superabsorberkomponente vermengt sind.
Geeignete Fasern kann man herstellen aus Polyvinylchlorid, Polyvinylfluorid, Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylverbindungen wie ORLON^®, Polyvinylacetat, Polyethylvinylacetat, löslichem oder unlöslichem Polyvinylalkohol, Polyolefinen wie Polyethylen (zum Beispiel PULPEX^®) und Polypropylen, Polyamiden (wie zum Beispiel Nylon), Polyestern, zum Beispiel DACRON^® oder KODEL^®), Polyurethanen, Polystyrolen und dergleichen.
Hydrophile Fasern sind bevorzugt und umfassen Reyon, Polyesterfasern, wie Polyethylenterephthalat (zum Beispiel DACRON^®), hydrophiles Nylon (HYDROFIL) und dergleichen. Geeignete hydrophile Fasern sind auch erhältlich durch Hydrophilierung von hydrophoben Fasern, wie tensidbehandelten oder silicabehandelten thermoplastischen Fasern aus beispielsweise Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, Polyacrylen, Polyamiden, Polystyrolen, Polyurethanen und dergleichen.
Erfindungsgemäße Folienmaterialien sind bevorzugt flausch- beziehungsweise fluffrei, das heißt sie enthalten keine Cellulosefasern oder sonstige Fluffbeziehungsweise Flauschmaterialien. Gewünschtenfalls kann ein erfindungsgemäßes Folienmaterial jedoch bis zu 25 Gew.-% eines wie hier definierten Fluff- beziehungsweise Flauschmaterials enthalten.
Für ein fluff- beziehungsweise flauschhaltiges Folienmaterial umfaßt der Flausch ein faserförmiges Material. Fasern umfassen natürlich vorkommende Fasern (modifiziert oder unmodifiziert). Zu Beispielen geeigneter unmodifizierter/modifizierter natürlich vorkommender Fasern zählen Baumwolle, Espartogras, Bagasse, Stichelhaar Flax, Seide, Wolle, Holzstoff, Zellstoff und Jute. Siehe WO 98/37149 und US-PS 5,859,074 wegen einer vollständigen Erörterung der "hydrophilen" und "Fluff"komponenten für den Einsatz in einem Absorptionsfolienerzeugnis.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterials werden Superabsorberkomponente, Plastifikatorkomponente und alle optionalen Einsatzstoffe vermischt und anschließend das dabei entstandene Gemisch durch eine ausreichend lange thermische Preßverarbeitung bei ausreichend Wärme und Druck in eine Absorptionsfolie überführt, ohne daß es dabei zu einer wesentlichen Oberflächenvernetzungsreaktion zwischen Superabsorberkomponente und Plastifikatorkomponente kommt. Dabei ist im Rahmen der Erfindung unter "im wesentlichen keine Oberflächenvernetzungsreaktion" zu verstehen, daß die Plastifikatorkomponente nach der thermischen Preßverarbeitung zu mindestens 90% in ihrer freien nicht umgesetzten Form und nicht etwa als umgesetzter Rest, beispielsweise in einer oberflächlich vernetzten Form, in einer Absorptionsfolie vorliegt.
Typischerweise wird die Superabsorberkomponente zunächst als Teilchen in einer dünnen Schicht auf einem Substrat, wie einer Platte oder einer Kunststoffolie, aufgebracht. Anschließend wird die Plastifikatorkomponente auf die Oberflächen der Superabsorberkomponententeilchen aufgesprüht oder sonstwie aufgebracht (zum Beispiel aufgetropft), und danach thermisch verpreßt. Alternativ dazu kann bei einer intern plastifizierten Superabsorberkomponente das Aufbringen der Plastifikatorkomponente auf der Superabsorberkomponente vor der thermischen Preßverarbeitung auch entfallen.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird eine ausreichende Menge der Superabsorberkomponente als Schicht auf dem Substrat aufgebracht, um schließlich ein Absorptionsfolienmaterial mit einer Dicke von 0,05 bis 1,5 mm und bevorzugt 0,1 bis 1 mm zu erhalten. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile hat die Absorptionsfolie eine Dicke von 0,2 bis 0,5 mm und ganz besonders bevorzugt 0,3 bis 0,4 mm.
Insbesondere erfolgt die Herstellung eines erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterials durch thermische Preßverarbeitung der Superabsorber- und Plastifikatorkomponenten bei einer Temperatur von 30°C bis 80°C und bevorzugt 35°C bis 70°C. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile wird die Superabsorber-/Plastifikatorkomponentenmischung bei 40°C bis 60°C verarbeitet.
Die thermische Preßverarbeitung erfolgt bei einem Druck von 689,4 bis 6895 kPa (100 bis 1000 psi (pounds per square inch)), und bevorzugt bei 1034,2 bis 4136,9 kPa (150 bis 600 psi). Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile erfolgt die thermische Preßverarbeitung bei 1379,0 bis 2757,9 kPa (200 bis 400 psi) und besonders bevorzugt bei 1723,7 bis 2757,9 kPa (250 bis 400 psi). Der bei der thermischen Preßverarbeitung angewandte Druck kann mehr als 6895 kPa (1000 psi) betragen, da sich keine nachteiligen Wirkungen einstellen, allerdings auch keine vorteilhaften. Hier kommt es beispielsweise nicht zu einer weiteren Zunahme der Foliendichte.
Die thermische Preßverarbeitung dauert 10 Sekunden bis 10 Minuten und bevorzugt 1 Minute bis 8 Minuten. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile dauert die thermische Preßverarbeitung 2 bis 7 Minuten und besonders bevorzugt 3 bis 6 Minuten.
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung und wie im folgenden belegt, erreicht man durch eine dichte Absorptionsfolie eine strukturelle Beständigkeit und unerwarteterweise auch verbesserte Windelkernwiedernebetzungswerte und -akquisitionsge schwindigkeiten. Ein erfindungsgemäßes Folienmaterial verfügt daher über eine Dichte von 0,35 bis 0,9 und bevorzugt 0,45 bis 0,85 g/cm³. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile verfügt eine Absorptionsfolie über eine Dichte von 0,65 bis 0,85 g/cm³. Als zusätzlicher Vorteil führt eine dichte Absorptionsfolie zu einem dünnen Windelkern.
Unter den oben genannten Bedingungen der thermischen Preßverarbeitung findet im wesentlichen keine Reaktion der Plastifikatorkomponente mit funktionellen Gruppen der Superabsorberkomponente statt. Damit unterscheidet sich der Schritt der thermischen Preßverarbeitung also von einem Oberflächenvernetzungsschritt. Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird bei der thermischen Preßverarbeitung der Superabsorber-/Plastifikatorkomponente-Mischung eine Oberflächenvernetzung weitgehend vermieden. Dies gelingt durch Durchführung der thermischen Preßverarbeitung unter Zeit-, Temperatur- und Druckbedingungen, die noch kein Oberflächenvernetzen auslösen können.
In dem Absorptionsfolienmaterial ist also eine ausreichende Menge der Plastifikatorkomponente in ihrer freien, nicht umgesetzten Form enthalten, um der Folie eine permanente Flexibilität zu verleihen. Erfolgt eine weitgehende Verzehrung der Plastifikatorkomponente in einer Oberflächenvernetzungsreaktion im Laufe des thermischen Erwärmens, werden Flexibilität und strukturelle Beständigkeit des Absorptionsfolienmaterials negativ beeinflußt.
Der Fachmann ist in der Lage, für die jeweilige Superabsorber- und Plastifikatorkomponente die Temperatur-, Druck- und Zeitbedingungen der thermischen Preßverarbeitung umsichtig so auszuwählen, daß im wesentlichen keine Oberflächenvernetzung stattfindet. Insbesondere weiß der Fachmann, daß einige als Plastifikatoren für eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie infrage kommende Verbindungen sich auch als Oberflächenvernetzungsmittel für einen Superabsorber eignen. Der Fachmann kennt auch die zur Beeinflussung der Oberflächenvernetzung erforderlichen Bedingungen und kann die Bedingungen einer thermischen Preßverarbeitung so gestalten, daß eine Oberflächenvernetzung der Superabsorberkomponente durch die Plastifikatorkomponente im wesentlichen vermieden wird.
Alternativ dazu ist es auch möglich, anstelle der thermischen Preßverarbeitung eine Preßverarbeitung bei Raumtemperatur ohne zusätzliches Erhitzen vorzunehmen. Typische Temperaturen liegen im Bereich zwischen 15°C und 25°C. Der anzuwendende Druck liegt typischerweise zwischen 300 und 2000 bar und bevorzugt zwischen 500 und 1000 bar. Diese Drücke liegen durchaus im Arbeitsbereich moderner Kalandermaschinen.
Darüber hinaus kann man eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie auch noch, wie im folgenden näher erläutert, einem Prägeschritt unterwerfen. Durch den Prägeschritt verbessert sich die Flexibilität der Absorptionsfolie und unerwarteterweise auch ihre Akquisitionsgeschwindigkeit.
In den folgenden Beispielen wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien veranschaulicht.
BEISPIEL 1
Mehrkomponentige Superabsorberteilchen (SAF-Teilchen), die 55% Polyacrylsäure (DN = 0) und 45% PVAm (100% nichtneutralisiert) bezogen auf das Gewicht enthalten und eine Teilchengrößenverteilung von 38 bis 355 μm aufweisen, wurden in einer Menge von 3 Gramm mit einer 0,3 Gramm Propylenglykol und 0,03 Gramm entionisiertes Wasser enthaltenden Lösung besprüht. Die besprühten SAP-Teilchen wurden mit einer 12 Zoll × 12 Zoll großen Heizplatte des Typs Carver 5 Minuten lang mit 15000 Pfund (etwa 2654 kPa, etwa 385 psi) bei 50°C verpreßt. Die dabei entstandene Folie wurde anschließend 1 Stunde lang bei 60°C erhitzt. Nach dem Abkühlen ließ sich die immer noch flexible Folie zerstörungsfrei schneiden. Unter diesen Bedingungen fand keine Oberflächenvernetzung der mehrkomponentigen Superabsorberteilchen durch das Propylenglykol statt.
BEISPIEL 2
Es wurden drei flexible erfindungsgemäße Absorptionsfolienmaterialien hergestellt.

(a) Auf einer 12 cm mal 21 cm großen Polyethylenfolie wurden Teilchen von mehrkomponentigen Superabsorbern als Schicht verteilt. Dabei enthielt der mehrkomponentige Superabsorber etwa 70 Gew.-% PAA (DN = 0) und etwa 30 Gew.-% PVAm (100% nichtneutralisiert) und verkehrt unter der Bezeichnung LAF. Die LAF-Teilchen hatten eine Teilchengrößenverteilung von 38 μm bis 355 μm. Die LAF-Teilchen wurden mit Propylenglykol (0,3 g) besprüht und anschließend mit einer zweiten Polyethylenfolie abgedeckt. Zwischen den beiden Polyethylenfolien wurden die besprühten LAF-Teilchen anschließend mit einer 12 Zoll × 12 Zoll großen Heizplatte des Typs Carver 5 Minuten lang bei 45°C mit 15000 psi (etwa 2654 kPa beziehungsweise etwa 385 psi) verpreßt. Nach der thermischen Verpressung und dem Abkühlen wurden die Polyethylenfolien abgezogen, wobei ein flexibles Absorptionsfolienmaterial mit ausgezeichneter struktureller Beständigkeit erhalten wurde.
(b) Es wurde analog (a) verfahren, nur daß diesmal die LAF-Teilchen mit einer 0,03 Gramm DENACOL EX-810 (Ethylenglykoldiglycidilether) und 0,27 Gramm Propylenglykol enthaltenden Lösung besprüht wurden. Zusätzlich zur thermischen Preßverarbeitung wurde das Absorptionsfolienmaterial auch noch 1 Stunde lang bei 60°C erhitzt. Die so erhaltene flexible Absorptionsfolie entsprach im wesentlichen der Folie aus (a).
(c) Es wurde analog (b) verfahren, nur daß diesmal anstelle der Polyethylenfolien eine Folie harzgebundenes Polypropylen als offene Fasermatte verwendet wurde. Dementsprechend verblieben die harzgebundenen Polypropylenfasern in dem flexiblen Absorptionsfolienmaterial. Durch die harzgebundenen Fasern wurde die Flexibilität der Folie nicht nur nicht negativ beeinflußt, sondern die Folienfestigkeit und ihre Wiederbenetzungseigenschaften verbessert.

In den im folgenden aufgeführten Testergebnissen wurden die erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien hinsichtlich ihrer Absorption unter Nullast (AUNL) und Absorption unter einer Last von 1,93 und 4,8 kPa (0,28 psi und 0,7 psi, AUL (0,28 psi) und AUL (0,7 psi)) geprüft. Bei der Absorption unter Last (AUL) handelt es sich um eine Maßzahl für die Fähigkeit eines Superabsorbers, Flüssigkeit unter einer Druckbelastung aufzunehmen. Zur Ermittlung des AUL-Wertes wurde nach den Verfahren gemäß den US-PSen 5,149,335 und 6,159,591 vorgegangen.
Neben einer Fähigkeit, größere Mengen einer Flüssigkeit aufzunehmen und zurückzubehalten, ist es für einen Superabsorber auch wichtig, eine gute Permeabilität und daher eine schnelle Flüssigkeitsaufnahmegeschwindigkeit aufzuweisen. Dementsprechend zeigen geeignete Superabsorbermaterialien neben Absorptionskapazität beziehungsweise Gelvolumen auch eine hohe Gelfestigkeit, das heißt die Teilchen verformen sich nicht bei Flüssigkeitsaufnahme. Desweiteren ist die Permeabilität beziehungsweise Flüssigkeitsweiterleitfähigkeit eines durch quellende oder bereits gequollene Superabsorberteilchen gebildeten Hydrogels eine äußerst wichtige Eigenschaft für den praktischen Einsatz der Superabsorberteilchen. Unterschiede bei der Permeabilität beziehungsweise Flüssigkeitsweiterleitfähigkeit des absorbierenden Polymers können sich nämlich direkt auf die Fähigkeit eines absorbierenden Erzeugnisses auswirken, Körperflüssigkeiten aufzunehmen und zu verteilen.
Viele Typen von Superabsorberteilchen neigen zum Gelblocking. Zum Gelblocking kommt es, wenn die Superabsorberteilchen benetzt werden und quellen, was die Flüssigkeitsweiterleitung ins Innere der Superabsorberteilchen und zwischen absorbierenden Superabsorberteilchen hindert. Der Gelblocking-Effekt kann insbesondere dann ein akutes Problem darstellen, wenn es den Superabsorberteilchen an ausreichender Gelfestigkeit mangelt und sie sich nach Aufnahme einer Flüssigkeit im gequollenen Zustand unter einer Druckbelastung verformen beziehungsweise in die Breite gehen.
Dementsprechend kann auch ein Superabsorberfolienmaterial mit einem befriedigenden AUL-Wert eine ungenügende Permeabilität oder Flüssigkeitsweiterleitfähigkeit aufweisen, um sich zum Einsatz bei hohen Konzentrationen in absorbierenden Konstruktion zu eignen. Für einen hohen AUL-Wert ist es nämlich nur erforderlich, daß das aus dem Superabsorbermaterial gebildete Hydrogel eine minimale Permeabilität aufweist, so daß es unter einem Belastungsdruck von 2,1 kPa (0,3 psi) nicht zu einem größeren Gelblocking-Effekt kommt. Die zur Vermeidung von Gelblocking erforderliche Permeabilität ist nämlich viel geringer als die zur Bereitstellung von guten Flüssigkeitstransporteigenschaften benötigte. Dementsprechend können Superabsorbermaterialien, die Gelblocking vermeiden und einen befriedigenden AUL-Wert aufweisen, trotzdem in Bezug auf diese anderen Flüssigkeitsmanagementeigenschaften große Mängel aufweisen.
Eine wichtige Eigenschaft der erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien ist also die Permeabilität nach dem Quellen mit einer Flüssigkeit zur Bildung einer Hydrogelzone oder -schicht, definiert als die Gelbettpermeabilität (GBP) der Superabsorberteilchen. GBP gilt als Maß für die Fähigkeit eines Superabsorbers, salzhaltige Flüssigkeiten zu transportieren, wie die Fähigkeit der aus den gequollenen Superabsorbern gebildeten Hydrogelschicht, Körperflüssigkeiten zu transportieren. Insbesondere ist die Gelpermeabilität eine Eigenschaft einer Masse von Superabsorberteilchen als ganzes und variiert mit der Teilchengrößenverteilung, der Teilchengestalt, dem Grad der Verbindung zwischen den offenen Poren und der Komprimierbarkeit des gequollenen Gels.
Liegt ein Superabsorber hochkonzentriert in einem absorbierenden Gebilde vor und quillt unter den im Gebrauch vorkommenden Drücken zu einem Hydrogel auf, so kommen die Grenzen des Hydrogels in Kontakt und werden die interstitiellen Hohlräume in diesem Bereich hoher Superabsorberkonzentration allgemein von Hydrogel begrenzt. Dabei ist die Permeabilität beziehungsweise Flüssigkeitsweiterleitung (SFC) in diesem Bereich in der Regel bezeichnend für die Permeabilität beziehungsweise Flüssigkeitsweiterleitung SFC einer nur aus dem Superabsorber gebildeten Hydrogelzone. Durch Steigerung der Permeabilität dieses aufgequollenen Hochkonzentrationsbereichs auf ein Niveau, das dem herkömmlicher Akquisitions-/Distributionsmaterialien, wie Zellstofflausch, entspricht oder dieses übertrifft, wäre es möglich bessere Fluidmanagementeigenschaften für das absorbierende Gebilde zu erzielen und so die Anzahl der Leckagen, insbesondere bei hohen Flüssigkeitsbelastungen, zu verringern.
Es ist dementsprechend höchst wünschenswert, ein Absorptionsfolienmaterial mit einem hohen GBP-Wert bereitzustellen, ohne dabei die Wiederbenetzungswerte negativ zu beeinflussen. Dies gilt insbesondere, sollen hohe, örtlich begrenzte Konzentrationen eines Superabsorbers wirksam in einem absorbierenden Erzeugnis eingesetzt werden. Hohe GBP-Werte sind auch ein Anzeichen für die Fähigkeit des gebildeten Hydrogels, Körperflüssigkeiten im normalen Gebrauch aufzunehmen und zurückzuhalten. Ein Verfahren zur Bestimmung des GBP-Werts von Superabsorberteilchen ist in der US-PS 6,376,011 dargestellt. Die hier genannten GBP-Werte wurden nach dem in der US-PS 6,376,011 dargestellten Verfahren mit der Ausnahme gemessen, daß vor der Vermessung der Fließgeschwindigkeit eine Hydratierungszeit von 60 Minuten angewendet wurde.
Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien zeigen einen ausgezeichneten AUL-Wert bei 4,8 kPa (0,7 psi). Ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial mit einer Superabsorberkomponente der Teilchengrößenverteilung 38 bis 355 μm verfügt gleichzeitig über einen GBP-Wert von etwa 1000 bis etwa 6000 und bevorzugt 1500 bis 5000. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile beträgt der GBP-Wert 2000 bis 4000.
Wie im folgenden erörtert, zeigen Tests, daß eine thermische Preßverarbeitung zur Ausbildung einer Absorptionsfolie die Absorptions- und Retentionseigenschaften der Superabsorberkomponente der Absorptionsfolie nicht negativ beeinflußt. Zudem verfügt das Absorptionsfolienmaterial über ausgezeichnete strukturelle Beständigkeit und Flexibilität, wodurch sich die Folien für zahlreiche praktische Anwendungen eignen.
Insbesondere waren die vorherbekannten Superabsorberfolienmaterialien und -kerne mit einer hohen Superabsorberladung unflexibel und spröde. Dies machte es erforderlich, in der Folie einen hohen Anteil, wie zum Beispiel mindestens 50%, eines Flauschmaterials, wie Cellulosefasern oder hydrophile Fasern, einzubauen und dadurch die Sprödheit zu reduzieren und Flexibilität zu verleihen. Eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie beziehungsweise ein erfindungsgemäßer Absorptionskern kann zu 100% aus Superabsorber- und Plastifikatorkomponente bestehen, das heißt Fluffanteil 0%, und trotzdem für praktische Anwendungen eine ausreichende Flexibilität und strukturelle Beständigkeit aufweisen. Dementsprechend enthalten bevorzugte Absorptionsfolien und -kerne gemäß der vorliegenden Erfindung weniger als 25 Gew.-%, bevorzugt weniger als 20% und besonders bevorzugt weniger als 15% bis 0% Flausch.
Vorbekannte Superabsorberfolienmaterialien haben ferner den Nachteil des Gelblocking. Die erfindungsgemäße Absorptionsfolie verfügt über ein ausreichend großes Hohlraumvolumen, so daß Gelblocking nach Flüssigkeitsaufnahme vermieden wird. Zudem vergrößern sich die kleinen einzelnen Superabsorberteilchen in einer erfindungsgemäßen Absorptionsfolie bei Flüssigkeitsaufnahme, wodurch sich das Hohlraumvolumen zwischen den Teilchen auch vergrößert. Dies wird der der Folie durch die Plastifikatorkomponente verliehenen Flexibilität zugeschrieben. Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolien sind also die ersten Folien mit einem hohen Anteil an Superabsorber, die nicht zum Gelblocking neigen, und sich somit ausgezeichnet für absorptive Erzeugnisse eignen.
Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien enthalten also eine oben beschriebe Superabsorberkomponente mit Eigenschaften wie hoher Gelfestigkeit, Haftung zwischen den Teilchen und Gelbettpermeabilität, die derartige Superabsorberkomponenten für Plastifizierung und thermische Preßverarbeitung zu stabilen, flexiblen Folien qualifizieren, die gelblockingfrei sind und eine gute Saugleistung behalten. Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolien eignen sich ausgezeichnet zur Herstellung von Laminaten mit geringerer Dicke, leichterem Gewicht und besseren anwendungstechnischen Eigenschaften als herkömmliche Windelkerne sowohl in bezug auf Akquisitionsgeschwindigkeit als auch in bezug auf Wiederbenetzbarkeit (Rewet).
Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung verfügt ein Hygieneprodukt oder sonstiges absorbierendes Erzeugnis über einen Kern, enthaltend 60 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 100%, besonders bevorzugt 75 bis 100% und ganz besonders bevorzugt 80 bis 100% der Superabsorber- und Plastifikatorkomponente der Absorptionsfolienmaterialien, das heißt sind flauschfreie Kerne.
Mehrkomponentige Superabsorberpartikel und Mischbetten von Harzteilchen sind schon in hohen Mengen in Windelkerne eingesetzt worden und zeigen zwar ausgezeichnete Akquisitionsgeschwindigkeiten, doch die Rewet-Werte können recht beträchtlich sein. Dies beruht wohl auf der offenen Beschaffenheit des Kerns nach der ersten Hydratation beziehungsweise Flüssigkeitsbeaufschlagung, die zu einem Verlust der kapillaren Wirkung im Kern führt. Die offene Beschaffenheit des Kerns nach der ersten Hydratation beruht auf der Teilchen/Teilchen- und Teilchen/Flausch-Haftung im Kern. Beim Quellen der Teilchen führen diese Haftungskräfte zur Ausbildung von großen Hohlräumen, die zum kapillaren Flüssigkeitstransport nicht mehr in der Lage sind.
Erfindungsgemäß setzt man in der Superabsorberkomponente der Folie bevorzugt ziemlich kleinteilige Superabsorberteilchen ein, um (a) einen das Gelblocking vermeidenden Hohlraum und (b) in flauscharmen und flauschfreien Kernen eine kapillare Saugwirkung aufrechtzuerhalten. Die erfindungsgemäßen Absorptionsfolien verfügen daher über eine inhärente kapillare Saugwirkung. Normalerweise wird ein herkömmlicher Superabsorber mit größeren Teilchengrößen (zum Beispiel > 400 μm) verwendet, da der eine Hydratation erfahrende Superabsorber zum Gelblocking neigt. Da jedoch ionenaustauschende Superabsorber auch bei sehr kleinen Teilchengrößen ausgezeichnete Gelbettpermeabilitäten, also hohe GBP, aufweisen, sind bei flauscharmen Kernen kleinere Teilchengrößenbereiche bevorzugt. Bei einer hinreichend kleinen Superabsorberteilchengröße, ist die Saugwirkung so beachtlich, daß die Cellulosefaser völlig entfallen kann. Durch den kleinteiligen Superabsorber in der Absorptionsfolie werden sowohl die Saug- als auch die Speicherfunktion eines Kerns erfüllt.
Ein eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie enthaltende Absorptionskern kann von schwer beladenen Kernen (zum Beispiel 60 bis 95 Gew.-% Superabsorber plus Plastifikator) bis zu flauschfreien Kernen (das heißt 100% Superabsorber plus Plastifikator) variieren. Die flauschfreien Kerne sind typischerweise aus (a) einer Saugschicht, wie Tissue, und (b) Absorptionsfolien in miteinander abwechselnden Schichten aufgebaut. Zusätzlich kann man mit einer optionalen Deck- oder Akquisitionsschicht aus herkömmlichem Superabsorber auf schnellere Akquisitionsgeschwindigkeiten abstellen.
Als Saugschicht dient bevorzugt ein Cellulosetissue, es können aber alle Materialschichten mit einer Flüssigkeit aufsaugenden Wirkung infrage kommen, wie hydrophile Polypropylenfasern, Schaumstoffe (zum Beispiel HIPE, ein herkömmlicher Superabsorber, ein Latex, ein Resorcin/Formaldehyd-Polymer oder Viskose) und ein höheres Flächengewicht aufweisende cellulosische Produkte (zum Beispiel Papierhandtücher und schwerere Tissues).
Bei einigen Ausführungsformen entfällt zwar eine Saugschicht und bei bevorzugten Ausführungsformen eine Akquisitionsschicht, bei einigen Ausführungsformen können jedoch noch größere Akquisitionsgeschwindigkeiten erwünscht oder erforderlich sein, wie zum Beispiel bei der Erwachseneninkontinenz im Schwall. Akquisitionsschichten enthalten hochloftige Vliesstoffe gemäß der US-PS 5,382,400 , gekräuselte Cellulosefasern gemäß der US-PS 4,822,453 , HIPE-Schaumstoffe gemäß der US-PS 5,260,345 , Superabsorberschaum gemäß den US-PSen 5,338,766 und 6,136,873 und hydrophile Vliesstoffe gemäß der WO 01/56625 .
Windeln bestehen heutzutage in der Regel aus einer mit der Haut des Trägers in Kontakt stehenden Oberlage aus Vliesstoff, einer darunter (das heißt von der Haut des Trägers abweisend) angeordneten Akquisitionsschicht, einem darunter angeordneten Kern sowie einer Unterlage. Dieser Aufbau ist in der Technik gut bekannt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht die vorliegende Windel im wesentlichen aus einer Oberlage, einem Kern und einer Unterlage, das heißt eine Akquisitionsschicht entfällt. Wie im folgenden belegt, erlauben die Verbesserungen durch das erfindungsgemäße Absorptionsfolienmaterial die Herstellung einer Wegwerfwindel ohne Akquisitionsschicht. Dies ist ein technisch wichtiges Ergebnis, weil eine aufwendige Akquisitionsschicht entfallen kann, die Windel leichter und dünner ist und die Absorptionseigenschaften nicht negativ beeinflußt werden.
Als Absorptionskomponente eines Absorptionskerns kann schon eine einzige erfindungsgemäße Absorptionsfolie dienen. Bevorzugt werden mehrere Absorptionsfolien im Absorptionskern verwendet, besonders bevorzugt zusammen mit einer Saugschicht (zum Beispiel einer Tissueschicht) zwischen den Absorptionsfolien, um eine verbesserte Flüssigkeitssaugwirkung zwischen und durch die Absorptionsfolien hindurch zu bewirken. Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen enthält mindestens eine der in einem Absorptionskern eingebauten Absorptionsfolien Vliesfasern, um die Naßfestigkeit des Absorptionskerns zu verbessern und die Saugwirkung zu unterstützen.
Wie im folgenden erörtert, enthält ein bevorzugter Kern zwei bis fünf Lagen der erfindungsgemäßen Absorptionsfolien. Wird anstelle einer einzigen, dickeren Absorptionsfolie ein Laminat aus dünnen Absorptionsfolien eingesetzt, verringert sich die horizontale Ausdehnung des Kerns und wird seine vertikale Ausdehnung gefördert. Dieses Merkmal bewirkt einen guten Flüssigkeitstransport durch den Kern hindurch, ergibt eine Windel, die nach der ursprünglichen Beaufschlagung besser sitzt und verhindert nach anschließender Wiederbenetzung der Windel durch eine zweite und zusätzliche Beaufschlagung ein Auslaufen. Nach besonders bevorzugten Ausführungsformen enthält der Kern ein Laminat aus zwei oder mehr Absorptionsfolien, bei dem jeweils zwischen den Absorptionsfolienlagen sowie oben auf und unter dem Laminat eine Saugschicht angeordnet ist.
In einem Absorptionskern liegt eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie beziehungsweise ein erfindungsgemäße Folien enthaltendes Laminat in einem erwünschten Flächengewicht, das heißt SAP-Gewicht im Kern von 50 bis 800 g/m² und bevorzugt 150 bis 600 g/m² vor. Zur vollen Realisierung der erfindungsgemäßen Vorteile beträgt das Flächengewicht 300 bis 550 g/m². Dabei richtet sich das erwünschte Flächengewicht des Kerns nach dem geplanten Anwendungszweck des Kerns. So haben beispielsweise Windeln für Neugeborene ein niedriges Flächengewicht, für Kleinkinder ein mittleres Flächengewicht und Windeln für über Nacht ein hohes Flächengewicht.
In 3 ist ein flauschfreier Kern gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein Absorptionserzeugnis 30 mit einer Oberlage 32, einer Unterlage 36 und einem zwischen Oberlage 32 und Unterlage 36 angeordneten Absorptionskern bei 40. Wie aus 3 ersichtlich, enthält der Kern 40 mehrere Lagen oder Schichten 42. Die Lagen oder Schichten 42 enthalten ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial und sind voneinander durch Tissuelagen 44 getrennt.
Zu nennen als Oberlage 32 ist beispielsweise eine Polypropylenschnittfaser mit einem Titer von etwa 1,5 den, wie das von der Hercules Inc., in Wilmington, Delaware, USA vertriebene Polypropylen Hercules 151. Dabei bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff "Schnittfasern" auf Fasern mit einer Länge von mindestens etwa 15,9 mm (0,62 Zoll). Die Unterlage 36 ist flüssigkeitsundurchlässig und wird üblicherweise aus einer dünnen Kunststoffolie hergestellt, man kann aber auch andere flexible flüssigkeitsundurchlässige Materialien verwenden. Durch die Unterlage wird das Nässen von Gegenständen, wie Bettwäsche und Unterwäsche, die mit der Windel in Berührung stehen, durch die im Absorptionskern 40 aufgenommenen und enthaltenen Exudate verhindert.
Der flauschfreie Kern gemäß 3 kann gegebenenfalls zwischen Oberlage 32 und Lage beziehungsweise Schicht 42 eine nicht gezeigte zusätzliche Schicht enthalten. Diese fakultative zusätzliche Schicht dient als Akquisitions-Verteilungsschicht und enthält einen herkömmlichen Superabsorber, wie zum Beispiel Polyacrylsäure mit einem Neutralisationsgrad DN = 70. Ein flauschfreier Kern gemäß 3 enthält 1 bis 5 und bevorzugt 2 bis 4 Lagen beziehungsweise Schichten 42, das heißt 1 bis 5 Lagen eines erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterials.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße Windelkern im wesentlichen aus einer Oberlage, einem Kern und einer Unterlage, das heißt eine Akquisitionsschicht entfällt. Wie im folgenden belegt, erlauben die Verbesserungen durch erfindungsgemäße Absorptionsfolienmaterialien die Herstellung einer Wegwerfwindel ohne Akquisitionsschicht. Dies ist ein technisch neues und unerwartetes Ergebnis, weil eine aufwendige Akquisitionsschicht entfallen kann, die Windel leichter und dünner ist und die Absorptionseigenschaften nicht negativ beeinflußt werden.
Kerne mit einer oder mehreren erfindungsgemäßen Absorptionsfolien wurden auf Rewet unter einer Last von 4,8 kPa (0,7 psi) Flüssigkeitsakquisitionszeit und Flüssigkeitsakquisitionsgeschwindigkeit untersucht. Im folgenden wird das zur Bestimmung der Akquisition und Rewet Under Load (Wiederbenetzungsverhalten) eines Hygieneartikels wie einer Windel angewendete Verfahren beschrieben. Diese Tests geben die Absorptionsgeschwindigkeit und Fluidretention einer 0,9 Gew.-%igen physiologischen Kochsalzlösung durch einen Hygieneartikel bei 3 bis 5 separaten Flüssigkeitsbeaufschlagungen unter einer Belastung von 4,8 kPa (0,7 psi) an.
Apparatur:

Trenntrichter 100 ml, so ausgeführt, daß er eine Fließgeschwindigkeit von 7 ml/sec oder Entsprechendes abgibt;
3,642 kg schweres kreisförmiges Gewicht (0,7 psi), Durchmesser 10 cm, mit einer Perspex-Dosierröhre mit einem Innendurchmesser 2,38 cm durch die Mitte des Gewichts;
Filterpapier 9 cm von VWR Scientific oder entsprechendes;
2,5 kg schweres kreisförmiges Gewicht (0,7 psi), Durchmesser 8 cm;
Digitalzeitschaltgerät;
elektronische Waage (genau auf 0,01 Gramm);
Stoppuhr.

Durchführung:

1. Zubereitung (a) Das Gewicht (g) des zu prüfenden Hygieneartikels, wie zum Beispiel der Windel, notieren; (b) Den Hygieneartikel flach auf der Arbeitstischplatte anbringen, beispielsweise durch Entfernen jeglicher Gummibänder und/oder Befestigen der Enden des Artikels auf der Arbeitstischplatte mit Klebeband; (c) Das 3,64 kg schwere kreisförmige Gewicht auf den Hygieneartikel so aufsetzen, daß die Öffnung der Perspex-Dosierröhre am Beaufschlagungspunkt, das heißt 5 cm nach vorne vom Mittelpunkt, positioniert wird.
2. Erste Beaufschlagung und Wiederbenetzung (a) Im Trenntrichter 100 ml 0,9%ige NaCl-Lösung (das heißt 0,9 Gew.-% Natriumchlorid in entionisiertem oder destilliertem Wasser) vorlegen. Die NaCl-Lösung in die Perspex-Röhre des Gewichts mit einer Fließgeschwindigkeit von 7 ml/sec geben und das Zeitschaltgerät sofort einstellen. Wenn die gesamte NaCl-Lösung vollständig von der Oberfläche des Hygieneartikels unten an der Perspex-Röhre verschwunden ist, das Zeitschaltgerät abstellen. Diese Zeit als erste Akquisitionszeit in sec notieren. (b) Nach Ablauf von 10 Minuten das Gewicht entfernen und den Wiederbenetzungsvorgang durchführen: (i) Einen Stapel von 10 Filterpapieren wiegen und diesen Wert als Trockengewicht notieren. (ii) Die Filterpapiere auf den Beaufschlagungspunkt auf den Hygieneartikel legen. Das Zeitschaltgerät auf 2 Minuten einstellen. Das 2,5 kg schwere Gewicht auf die Filterpapiere stellen und das Zeitschaltgerät sofort einstellen. (iii) Nach Ablauf von 2 Minuten das Gewicht wieder entfernen und die Filterpapiere erneut wiegen (Naßgewicht). Das Trockengewicht der Filterpapiere vom Naßgewicht abziehen; das ist der Wiederbenetzungswert. Diesen Wert als ersten Wiederbenetzungswert in (g) notieren.
3. Zweite Beaufschlagung und Wiederbenetzung (a) Das 3,64 kg schwere Gewicht nochmals auf den Hygieneartikel an die gleiche Stelle wie vorher aufsetzen. Schritt 2a mit 50 ml NaCl-Lösung wiederholen (die Absorptionszeit als zweite Akquisitionszeit notieren) und die Schritte 2b(i)–(iii) mit 20 Filterpapieren wiederholen (die Wiederbenetzungswerte als zweite Wiederbenetzung notieren).
4. Dritte und zusätzliche Beaufschlagung und Wiederbenetzung (a) Die Last auf die Windel an der gleichen Stelle wie vorher aufsetzen. Schritt 2a mit 50 ml NaCl-Lösung wiederholen (die Absorptionszeit als dritte Akquisitionszeit notieren) und die Schritte 2b(i)–(iii) mit 30 Filterpapieren wiederholen (den Wiederbenetzungswert als dritte oder spätere Wiederbenetzung notieren).

Die folgenden Tests wurden durchgeführt, um die durch ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial erreichten neuen und unerwartete Vorteile zu veranschaulichen.

In einem Test wurde die Menge der plastifizierenden Komponente variiert und dabei die Wirkung auf verschiedene Absorptionsparameter einer Absorptionsfolie gemessen. Insbesondere wurde dabei die Menge der auf einer Superabsorberkomponente (das heißt mehr komponentige Superabsorberteilchen, enthaltend 55 Gew.-% PAA und 45 Gew.-% PVAm) aufgebrachten plastifizierenden Komponente, das heißt Propylenglykol, variiert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Es wurde jeweils unter einer Last von 4,8 kPa (0,7 psi) gearbeitet. Bei diesen Tests wurde die Absorptionsfolie zuerst mit 100 ml 0,9%iger physiologischer Kochsalzlösung und anschließend zum zweiten, dritten und vierten mal mit 50 ml 0,9%iger physiologischer Kochsalzlösung beaufschlagt.

	Durchschnittliche Akquisitionszeit (sec)
Gew.-% PG	1. (100 ml)	2. (50 ml)	3. (50 ml)	4. (50 ml)
0	197,0	82,7	60,0	68,0
10	124,7	81,0	61,0	51,0
25	69,0	15,3	24,7	44,3
50	82,3	20,0	16,5	34,0
100	85,0	14,3	16,3	19,0
	Durchschnittliche Akquisitionszeit (ml/sec)
Gew.-% PG	1. (100 ml)	2. (50 ml)	3. (50 ml)	4. (50 ml)
0	0,51	0,60	0,83	0,74
10	0,80	0,62	0,82	0,98
25	1,45	3,26	2,03	1,13
50	1,21	2,50	3,03	1,47
100	1,18	3,49	3,06	2,63

	Durchschnittliche Wiederbenetzung (g/g)
Gew.-% PG	1. (100 ml)	2. (50 ml)	3. (50 ml)	4. (50 ml)
0	0,03	0,37	2,59	5,49
10	0,04	0,13	2,59	5,49
25	0,04	0,03	0,05	3,25
50	0,03	0,03	0,09	3,18
100	0,03	0,02	0,27	1,13
Gew.-% PG		Kerngewicht	Kerndicke
0		11,42	0,83
10		12,22	0,82
25		13,49	0,89
50		15,36	1,00
100		19,06	1,36

Den in den obigen Tabellen zusammengefaßten Ergebnissen ist zu entnehmen, daß die hinsichtlich der Akquisitionsgeschwindigkeit (das heißt 1,45 ml/sec bei der ersten Beaufschlagung) optimale Plastifikatormenge pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomponente 25 Gewichtsteile Propylenglykol betrug. Man erkennt, daß die in einer erfindungsgemäßen Folie enthaltende Menge der Plastifikatorkomponente bevorzugt 3 bis 50 und besonders bevorzugt 5 bis 25 Gewichtsteile Plastifikatorkomponente pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomponente beträgt.
Die in diesem Test ermittelten Wiederbenetzungswerte für die Kerne mit 25, 50 und 100 Gewichtsteile Propylenglykol waren wenig aussagekräftig, da die Permeabilität dieser Kerne ausreichend hoch lag, so daß ein Teil der ersten Beaufschlagung am Kernrand auslief. Die Superabsorberausnutzung der Kerne mit 0 und 10 Gewichtsteilen Propylenglykol war ausgezeichnet, beispielsweise etwa 27,6 g/g. Zum Vergleich hat ein handelsüblicher Kern des Typs LUVS Leak Guard eine Superabsorberausnutzung von etwa 22,7 g/g. Zudem wurde bei Kernen mit 10 bis 25 Gewichtsteilen Propylenglykol im Kern keine nennenswerte Zunahme bei der Kerndicke verzeichnet. Dabei rechnet sich die Superabsorberausnutzung wie folgt:
Berechnung der Superabsorberausnutzung:
Wiederbenetzungsmessungen wurden so lange durchgeführt, bis ein Wiederbenetzungswert von mehr als 3 Gramm erhalten wurde. Dabei wurden die Wiederbenetzungsmessungen in Verbindung mit dem Versuch Akquisitionszeit ohne Belastung (Durchschlag) durchgeführt. Die gesamte zugegebene Masse (g₁) minus der über 3 Gramm betragenden Menge, die bei der letzten Wiederbenetzung zurückgegeben wird (g₂ – 3), wird dividiert durch die Gesamtmasse Superabsorber in dem geprüften Kern (g₃). Absorption durch Tissue und Vliesfasern blieben unberücksichtigt. Superabsorberausnutzung = (g1(g2 – 3))/g3
Musterrechnung für obige Folie 2:

Gesamte zugegebene Masse in Gramm = gesamtes zugegebenes Volumen in ml = g₁ = 210
Finale Wiederbenetzung in Gramm = g₂ = 4
Gramm SAP im Kern = g₃ = 9
SAP-Ausnutzung = (210 – (4 – 3))/9 = 23,2 g/g

Gemäß einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Erfindung zeigen die Kerne schnelle Akquisitionsgeschwindigkeiten ohne Einbußen bei der Wiederbenetzbarkeit. So zeigt beispielsweise die Superabsorberausnutzung in den verschiedenen Windelkernen, daß ein erfindungsgemäßer plastifizierter, flauschfreier Kern mit einer Akquisitions-/Verteilungs- (AD) schicht mit 23,2 g/g gegenüber 19,2 bis 22,6 g/g die Performance von kommerziellen Kernen übertrifft. Ferner ist auch in Abwesenheit einer AD-Schicht die für einen erfindungsgemäßen flauschfreien Kern gemessene Superabsorberausnutzung mit 20,0 g/g gegenüber 19,2 bis 22,6 g/g mit kommerziellen Produkten vergleichbar.
Die in den folgenden Untersuchungen eingesetzten plastifizierten flauschfreien Kerne gemäß der vorliegenden Erfindung wurden wie folgt hergestellt:

Ein 21 cm × 12 cm großes Tissueblatt wurde mit einem 21 cm × 12 cm großen Blatt eines harzgebundenen Vliesstoffes mit einem Flächengewicht von 15 g/m² überdeckt und anschließend wurde eine 21 cm × 12 cm große rechteckige Form daraufgelegt. Mit einem Salzstreuer wurden Tissue- und Vliesfasern gleichmäßig mit 3 g mehrkomponentiger Superabsorberteilchen (50 Gew.-% PVAm/50 Gew.-% PAA, beide DN = 0 und Teilchengrößenverteilung 38 bis 350 μm) gestreut. Anschließend wurden die SAP-Teilchen mit 0,3 Gramm Propylenglykol (10 Gewichtsteile, bezogen auf das Gewicht der Superabsorberteilchen) besprüht. Das ganze wurde in Abwesenheit der Vliesfaser und anschließend noch einmal mit einem Blatt Vliesfasern wiederholt. Eine weitere Tissueschicht wurde oben auf die Superabsorberkomponente/Plastifikatorkomponente-Mischung gelegt. Dieses Laminat wurde anschließend in einer Presse des Typs Carver 5 Minuten lang unter 15.000 Pfund Druck (etwa 2654 kPa (385 psi) bei dem 12 cm × 12 cm großen Laminat) und 50°C verpreßt. Die Folien waren jeweils flexibel und lieferten die in den nachstehenden Tabellen zusammengefaßten anwendungstechnischen Werte.

In 4 sind diese plastifizierten flauschfreien Kerne im Aufbau als ein Querschnitt durch einen dreischichtig laminierten, flauschfreien Absorptionskern 50 mit Obertissue 52 und Untertissue 54 dargestellt, wobei zwischen den Tissues 52 und 54 mehrere Lagen angeordnet sind. Wie in 4 zu sehen, enthält der Kern 50 zwei Lagen 58 eines Folienmaterials mit Superabsorber, Plastifikator und Vliesfaser. Der Kern 50 umfaßt ferner eine Lage 60 eines Folienmaterials mit Superabsorber und Plastifikator. Dabei sind die Lagen 58 und 60 voneinander durch Tissuelagen 56 getrennt. Die in den Lagen 58 und 60 enthaltene Superabsorberkomponente war mit 10 Gewichtsteilen Propylenglykol pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomponente besprüht.

Superabsorberausnutzung im Kern
		SAP-Ausnutzung (g/g)
Huggies Ultra Trim		20,3
Luvs		21,2
Pampers Baby Dry		22,6
Pampers Premium		19,2
Folie mit AD-Lage		23,2¹⁾
Folie ohne AD-Lage		20,0¹⁾

1) Durchschnittswert für vier Folien

Nachstehende Tabelle enthält Akquisitionsgeschwindigkeiten einer kommerziellen Windel gemäß dem Stand der Technik und von erfindungsgemäßen Drei-Schicht-Laminatkernen mit 9 Gramm mehrkomponentiger Superabsorberteilchen, enthaltend 50 Gew.-% PAA und 50 Gew.-% PVAm, mit Teilchengrößenverteilung von 38 bis 355 μm, plastifiziert mit 20 Gewichtsteilen Propylenglykol pro 100 Gewichtsteile Superabsorberkomponente, zwei Lagen Vliesfasern und vier Tissuelagen, hergestellt nach dem oben dargestellten Verfahren. Die Kerne wurden nach dem oben beschriebenen Akquisitionsgeschwindigkeitsverfahren allerdings nur mit einer Vliesstoffoberlage und ohne AD-Schicht getestet.

	Akquisitionsgeschwindigkeit (ml/sec)
	1.	2.	3.	4.
Huggies Ultra Trim	0,96	0,6	0,49
mit Pressen² ⁾	1,11	0,79	0,47	0,45
mit Prägen³⁾	1,27	0,96	0,49	0,42
2) Ausführungsform, bei der die Absorptionsfolie zu einer Flachware gepreßt wurde 3) Ausführungsform mit geprägter Absorptionsfolie

Den Daten ist klar zu entnehmen, daß der erfindungsgemäße Kern gegenüber einer kommerziellen Windel mit AD-Schicht eine weit überlegene erste und zweite Akquisitionsgeschwindigkeit ergibt.
In einem weiteren durchgeführten Test, werden die durch den Zusatz einer Vliesfaser zu einer erfindungsgemäßen Absorptionsfolie bewirkten Verbesserungen bei der Naßfestigkeit belegt. Die Tests wurden an Kernen gemäß

4 durchgeführt, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 zusammengefaßt sind.

Tabelle 1 Wiederbenetzungsvermögen
Vliesblätter im Kern	Positionierung im Kern	Wiederbenetzung (g/g)
		1.	2.	3.	4.
0	-	0,10	1,2	9,3	16,4
1	Oberlage	0,07	0,46	6,5	15,6
1	Mittellage	0,10	0,27	3,4	8,0
1	Unterlage	0,07	0,13	0,77	7,0
2	oben & unten	0,08	0,12	0,87	3,2
3	in jeder Lage	0,10	0,13	2,1	7,2

Diese Ergebnisse zeigen, daß eine Lage Vliesfasern im Kern zu einem verbesserten Wiederbenetzungsvermögen führt. Es wird angenommen, ohne sich dabei theoretisch festlegen zu wollen, daß die Vliesfasern die Bildung von den Flüssigkeitstransport im Kern störenden Erhebungen und Kluften minimiert. Bevorzugt sind im Kern zur Verbesserung der Naßfestigkeit mindestens zwei Blätter Vliesfasern enthaltend Superabsorber- und Plastifikatorkomponenten, enthalten.

In einem weiteren Test wurde ein erfindungsgemäßer Kern mit einem kommerziellen Kern, und zwar dem Kern einer Ultra Trim-Windel, zu beziehen bei Kimberly-Clark, Menasha, WI, verglichen. Dabei wurde ein direkter Vergleich unter einer Belastung von 4,8 kPa (0,7 psi) durchgeführt. Die in Tabelle 3 zusammengefaßten Ergebnisse zeigen, daß auch in Abwesenheit einer AD-Schicht die Akquisitionsgeschwindigkeiten gegenüber einer ersten (1.) und zweiten (2.) Beaufschlagung einer in der Branche als Spitzenprodukt anerkannte Ware überlegen sind. Zudem zeigt ein erfindungsgemäßer plastifizierter flauschfreier Kern eine verbesserte Superabsorberausnutzung.

Tabelle 3
		Akquisitionsgeschwindigkeit (ml/sec)
Kern	SAP-Ausnutzung (g/g)	1.	2.	3.	4.
Ultra Trim	24,1	0,96	0,60	0,97	-
10–20 Gew.-% Propylenglykol, 2 Lagen Vliesstoff	27,8	1,00	1,19	0,63	0,67

In einem weiteren Test ist in 5 und 6 die Beziehung zwischen Wiederbenetzung (5) und Akquisitionsgeschwindigkeit (6) in Abhängigkeit von GBP dargestellt. Die in 5 und 6 dargestellte GBP-Prüfung wurde an einer Superabsorberkomponente mit einer Teilchengrößenverteilung von 300 bis 600 μm durchgeführt. Diese Teilchen wurden anschließend auf eine Teilchengrößenverteilung von 38 bis 355 μm großen Superabsorberteilchen gemahlen, die plastifizierten flauschfreien Kernen zugesetzt wurden.
5 und 6 zeigen, daß die Akquisitionsgeschwindigkeit wie erwünscht mit GBP zunimmt, aber auch, daß die Wiederbenetzungswerte oberhalb GBP 4500 unerwünschterweise zunehmen. Dieses Phänomen ist einer abnehmenden Saugfähigkeit bei sehr hohen Permeabilitäten zugeschrieben worden. Dementsprechend verfügt ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial mit Superabsorberteilchen von 38 bis 355 μm bevorzugt über einen GBP-Wert von 1000 bis 5000 und bevorzugt von 2000 bis 4500.
Ganz allgemein variieren GBP- und Wiederbenetzungswerte mit Superabsorberteilchengrößenverteilung und massenmittlerer Teilchengröße. Der Fachmann ist durchaus in der Lage, eine Superabsorberteilchengrößenverteilung und eine massenmittlere Teilchengröße auszuwählen, die einen akzeptablen Kompromiß zwischen GBP und Wiederbenetzung ergeben und zu einem brauchbaren Absorptionsfolienmaterial führen.
In einer weiteren Untersuchung wurde die Flexibilität der erfindungsgemäßen Absorptionsfolienmaterialien getestet. Dazu wurde eine einzelne Absorptionsfolie hergestellt, indem ein 12 cm × 21 cm großes Tissueblatt mit 3 Gramm mehrkomponentiger Superabsorberteilchen, enthaltend 50 Gew-% PVAm/50 Gew.-% PAA, gleichmäßig bestreut wurde. Der auf die Superabsorberteilchen aufgesprühte Gewichtsanteil Propylenglykol wurde variiert.

Die besprühten Superabsorberteilchen wurden mit noch einem Tissueblatt abgedeckt und bei 2654 kPa (384 psi) und 50°C 5 Minuten lang thermisch verpreßt. Der dabei entstandene Kern wurde in 2,5 cm × 15,25 cm große Streifen geschnitten und auf dem üblichen Resonanzsteifigkeitsprüfgerät CODE SE 017 der Lorentzen & Wettre (AB Lorentzen & Wettre, Kista, Schweden) gemäß den Gebrauchsanweisungen geprüft. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Gewichtsteile Propylenglykol³ ⁾	Flächengewicht (g/m²)	Kerndichte⁴⁾ (g/cm³)	SAP-Komponente⁵ ⁾ (g/cm³)	Steifigkeit⁶⁾ (mNm)
0	152	0,544	0,757	6,26
10	164	0,589	0,842	5,59
25	182	0,604	0,837	5,20
50	211	0,610	0,805	4,22
100	271	0,583	0,665	5,15

3) pro 100 Teile SAP-Komponente
4) Dichte von SAP, Propylenglykol und Tissue
5) Dichte von SAP und Propylenglykol allein
6) bei mNm handelt es sich um Millinewtonmeter

Diese Testergebnisse zeigen eine sofortige Abnahme der Steifigkeit, das heißt Zunahme der Flexibilität beim Zusatz von Propylenglykol. Damit verfügt eine erfin dungsgemäße Absorptionsfolie über eine Steifigkeit von weniger als 6,3 mNm, bevorzugt von weniger als 6 mNm und ganz besonders bevorzugt von weniger als 5,5 mNm.
Eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie kann auch nur über eine Steifigkeit von etwa 2,5 mNm verfügen.
Typischerweise ist zu erwarten, daß bei zunehmendem Flächengewicht des Kerns die Steifigkeit des Kerns auch zunehmen würde, wie man bei zunehmender Masse der vorliegenden Absorptionsfolie beobachtet. Diese Beziehung ist in der folgenden Tabelle verdeutlicht:

SAP⁷⁾ Flächengewicht (g/m²) Steifigkeit (mNm)

0 33 0,43

1 77 2,45

3 164 5,59

5 251 12,07

10 469 28,01

7) 10 Teile Propylenglykol pro 100 Teile SAP-Komponente (50% PAA (DN = 0) und 50% PVAm aufweisende, 100% nichtneutralisierte mehrkomponentige Superabsorberteilchen

Die Steifigkeitsdaten in Abhängigkeit von den Gewichtsteilen Propylenglykol zeigen jedoch, daß Propylenglykol trotz eines erhöhten Flächengewichts unerwarteterweise zu einer reduzierten Foliensteifigkeit führt.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde die Wirkung der Dichte (g/cm³) der Superabsorberkomponente auf die Anwendungstechnischen Eigenschaften des Kerns untersucht. Die untersuchten Kerne verfügten über einen Aufbau gemäß 4. In der nachstehenden Tabelle ist die Beziehung zwischen Dichte/Kompressionskraft und Wiederbenetzungs-/Akquisitionsgeschwindigkeit zusammengefaßt. Bei diesen Untersuchungen wurden folgende Werte und Berechnungen angewendet.
Durchschnittliche Tissuemasse = 0,415 g/12 × 21 cm
großes Blatt
Durchschnittliche Tissuedicke = 0,09 mm

Durchschnittliche Masse harzgebundener Vliesstoff = 0,363 g/12 × 21 cm großes Blatt
Durchschnittliche Dicke harzgebundener Vliesstoff = 0,21 mm
Berechnung der Kerndichte (SAP/Plastifikator/Tissues): Kerndichte = Masse (12 × 21 cm (Dicke/10)
Berechnung der SAP-Dichte (SAP/Plastifikator): SAP-Dichte = (Masse-Masse Tissue-Masse Vliesstoff/(12 × 21 cm × (Dicke-Dicke-Tissues)/10))
Die Dicke des Vliesstoffs wurde vernachlässigt. Die Kerne enthielten Lagen von Absorptionsfolien enthaltend mehrkomponentige Superabsorberteilchen (das heißt 50 Gew.-% PAA (DN = 0) und 50 Gew.-% PVAm (100% nicht neutralisiert), 38–355 μm Teilchengrößenverteilung) und 10 Gewichtsteile Propylenglykol pro 100 Gewichtsteile Superabsorber. Alle Kerne verfügten über zwei Lagen von Vliesblättern (0,726 Gramm) und vier Lagen Tissue (1,66 Gramm, 0,36 mm).
Musterrechnung:
Bei 179 kPa (26 psi): Kernmasse = 12,315 g
und -dicke = 1,275 mm, dann

Kerndichte = 12,315/(12 × 21 × (1,275/10)) = 0,383 g/cm³

SAP-Dichte = (12,315 – 0,726 – 0,726 – 1,66)/(12 × 21 × (1,275 – 0,36/10)) = 0,431 g/cm³.
Als erstes wurde die bei der thermischen Preßverarbeitung angewendete Kompressionskraft beziehungsweise der dabei angewendete Druck mit der Dichte (g/cm³) der komprimierten Superabsorber-/Plastifikator-Komponenten in Relation gesetzt. Die obige Tabelle zeigt, daß die Dichte der Folien über einen Druckbereich von 179 bis 3530 kPa (26 bis 512 psi) ansteigt und dann wieder abfällt.
Ferner wurde die Dichte einer Absorptionsfolie mit der Flexibilität (das heißt Steifigkeit) der Folie verglichen. Die Ergebnisse sind in 7 aufgeführt, wobei man eine Umkehrbeziehung zwischen Dichte und Steifigkeit erkennt. Insbesondere zeigt 7 das unerwartete Ergebnis einer erhöhten Flexibilität (reduzierten Steifigkeit) bei erhöhter Kerndichte. 7 zeigt auch, daß Kerndichte von 0 bis 50 Gewichtsteilen Propylenglykol pro 100 Gewichtsteile Superabsorberkomponente zunimmt, um dann unter einer Druckbelastung von etwa 2648 kPa (384 psi) wieder abzunehmen.
Die Angaben in der obigen Tabelle zeigen auch, daß bei zunehmender Dichte des Absorptionsfolienmaterials die Akquisitionsgeschwindigkeiten bei der ersten bis vierten Beaufschlagung mit 0,9%iger physiologischer Kochsalzlösung auch zunehmen. Ferner zeigen die Angaben in der obigen Tabelle, daß bei zunehmender Dichte der Absorptionsfolie die Wiederbenetzungswerte der zweiten bis vierten Beaufschlagung drastisch abfallen.
Es besteht also eine starke Beziehung zwischen Dichte der Absorptionsfolie sowie Akquisitionsgeschwindigkeit, Wiederbenetzung und Steifigkeit (das heißt Flexibilität). Es fallen beispielsweise die Wiederbenetzungswerte bei zunehmender Dichte ab, was ein erwünschtes Verhalten darstellt und einer verstärkten kapillaren Wirkung zugeschrieben wird. Eine verstärkte kapillare Wirkung führt auch zur besseren Kernausnutzung.
Überraschenderweise steigen die Akquisitionsgeschwindigkeiten der Kerne auch mit der Dichte an, was als unerwartet zu bezeichnen ist. Es wird vermutet, ohne sich aber dabei theoretisch festlegen zu wollen, daß dieses unerwartete Ergebnis auf eine verbesserte Saugwirkung und damit besseren Abtransport der Beaufschlagung vom Beaufschlagungspunkt zurückzuführen ist, der das Gelblocking im Beaufschlagungsbereich reduziert.
Zusammenfassend zeigen die Tests, daß ein erfindungsgemäßes Absorptionsfolienmaterial bei einer Dichte der Folie von 0,30 bis 0,9 g/cm³, vorzugsweise 0,45 bis 0,85 g/cm³ und ganz besonders bevorzugt 0,65 bis 0,85 g/cm³ außerordentlich gut funktioniert. Dabei wurden die Dichtemessungen auf die Art und Weise durchgeführt, daß die Dicke und Masse eines 12 cm × 21 cm großen Kerns gemessen wurde und anschließend die Masse und Dicke der Tissuelagen abgezogen wurden.
In noch einem weiteren Test wurde eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie geprägt. Bekanntlich erhöht sich durch Prägen beziehungsweise Steppen die Flexibilität eines Folienmaterials, das heißt es erfolgt eine Form der mechanischen Erweichung. Es hat sich jedoch auch herausgestellt, daß das Prägen eines flauschfreien Windelkerns gemäß der vorliegenden Erfindung zu einer erhöhten Akquisitionsgeschwindigkeit führt. Zur mecha nischen Erweichung des erfindungsgemäßen Folienmaterials kann man auch nadeln.

In den folgenden Tabellen werden die Ergebnisse der Tests an Drei-Schicht-Laminatkernen mit dem Aufbau gemäß 4, die anschließend mit Sieben verschiedener Maschenweite gepreßt beziehungsweise geprägt wurden, aufgeführt. Der beim Prägeschritt mit einer 12 Zoll × 12 Zoll großen Presse des Typs Carver bei 50°C im Laufe von 5 Minuten angewandte Druck betrug 2648 kPa (384 psi).

Siebtyp		Öffnungsgröße (mm²)			Drahtdurchmesser (mm)
fein		2			0,48
mittel		16			0,80
grob		495			3,5

	Akquisitionsgeschwindigkeit (ml/s)
Siebtyp	1.		2.	3.		4.
fein	1,00		1,56	1,03		0,42
mittel	1,79		1,45	0,71		0,43
grob	3,51		0,93	0,76		0,78
keine Prägung	1,27		0,96	0,49		0,42

	Wiederbenetzungen (Gramm)
Siebtyp	1.		2.	3.		4.
fein	0,11		0,11	0,37		4,23
mittel	0,08		0,10	0,40		4,13
grob	0,04		0,07	1,28		7,54
keine Prägung	0,00		0,08	0,91		4,24

Die Kerne wurden mit einer üblichen Vliesstoffoberlage und in Abwesenheit einer AD-Schicht getestet. Die obigen Tabellen zeigen, daß die Siebe mittlerer Maschenweite und grober Maschenbreite zu äußerst schnellen Akquisitionsgeschwindigkeiten bei der ersten, zweite und dritten Beaufschlagung führten. Das Sieb feiner Maschenweite ergibt ausgezeichnete Akquisitionsgeschwindigkeiten für die zweiten und dritte Beaufschlagung.
Im ganzen zeigen die obigen Tests, daß ein erfindungsgemäßer Windelkern, enthaltend eine oder mehrere der vorliegenden Absorptionsfolien, gegenüber vier Beaufschlagungen eine im wesentlichen konstante beziehungsweise abnehmende Akquisitionszeit ergibt. Das praktische Ergebnis dieser Eigenschaft ist ein Kern mit einer verbesserten Fähigkeit, ein Auslaufen im Schwall und bei Wiederbenetzungen auch ohne Akquisitionsschichten zu verhindern.
Die verbesserten Ergebnisse eines erfindungsgemäßen Kerns ermöglichen auch eine Reduzierung der Dicke des Kerns. Typischerweise enthalten Kerne 50% und mehr Flausch oder Zellstoff, um eine schnelle Flüssigkeitsaufnahme unter Umgehung von Problemen wie dem Gelblocking zu erreichen. Die erfindungsgemäßen Kerne, die mindestens eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie enthalten, nehmen Flüssigkeiten ausreichend schnell auf, um Probleme wie Gelblocking zu reduzieren, so daß der Anteil an Flausch oder Zellstoff im Kern reduziert werden oder völlig entfallen kann. Eine Reduzierung der Menge des niederdichten Flausches führt zu einem dünneren Kern und damit zu einer dünneren Windel.
Insbesondere verfügt ein erfindungsgemäßer Absorptionskern über eine Dicke von 0,5 bis 2 mm gegenüber der Dicke von 4 mm derzeitiger handelsüblicher Kerne. Ferner ist bei Entfallen des Flausches die Windel leichter, das heißt ein 10 Gramm leichter Kern gegenüber dem zurzeit handelsüblichen Kerngewicht von 20 Gramm.
Die plastifizierten flauschfreien Kerne gemäß der vorliegenden Erfindung verfügen typischerweise über eine um mehr als 50% leichtere Masse als ein handelsüblicher Kern mit der gleichen Konzentration an Superabsorber. Dieses Merkmal senkt Transportkosten und die der Deponie zugeführten Stoffmasse. Darüber hinaus beträgt die Dicke dieser plastifizierten flauschfreien Kerne typischerweise etwa 80% weniger als die eines handelsüblichen Windelkerns. Dieses Merkmal spart Verpackungskosten und ergibt ein leichter zu nutzendes und zu tragendes Erzeugnis.
Neben einem dünneren Windelkern kann die Windel auch ohne eine Akquisitionsschicht ausgeführt werden. Bei der Akquisitionsschicht in einer Windel handelt es sich typischerweise um ein vlies- oder faserförmiges Material, typischerweise mit einem hohen Grad an Hohlraum beziehungsweise "Loft", der die anfängliche Aufnahme einer Flüssigkeit unterstützt. Die erfindungsgemäßen Kerne nehmen Flüssigkeit ausreichend schnell auf, so daß auch Windeln ohne Akquisitionsschichten praktikabel sind. Insbesondere kann eine Akquisitionsschicht deswegen entfallen, weil ein erfindungsgemäßer Windelkern eine Akquisitionsgeschwindigkeit von etwa 1 ml/sec gegenüber der Akquisitionsgeschwindigkeit von 0,3 ml/sec zurzeit handelsüblicher Windeln aufweist. Dementsprechend lassen sich einfachere und kostengünstigere Absorptionserzeugnisse herstellen.
Im ganzen verfügen die erfindungsgemäßen Folienmaterialien für einen Vliesstoff, der nur eine Superabsorberkomponente und eine Plastifikatorkomponente umfaßt, über eine ausgezeichnete strukturelle Beständigkeit. Insbesondere verfügt das Folienmaterial über ausreichende Flexibilität und strukturelle Beständigkeit, um es für Auslieferung, Lagerung und anschließenden Gebrauch aufzurollen.
Eine erfindungsgemäße Absorptionsfolie eignet sich zur Verwendung in Hygieneprodukten, wie Windeln, Erzeugnissen für Erwachseneninkontinenz, Damenbinden, Allzweckwischtüchern und bei der Verfestigung von flüssigem Abfallmaterial. Zu weiteren Anwendungsmöglichkeiten zählen Verpackungsbehälter, Wirkstoffabgabevorrichtungen, Vorrichtungen zum Säubern von Wunden, Vorrichtungen zur Behandlung von Verbrennungen, Ionenaustauschkolonnenmaterialien, Baustoffe, landwirtschaftliche oder Gärtnereimaterialien, wie Saatfolien oder wasserzurückhaltende Materialien, und gewerbliche Anwendungen, wie als Schlamm- oder Ölentwässerungsmittel, Materialien zur Verhinderung der Taubildung, Trockenmittel und Feuchtigkeitsregulierungsmaterialien.

Claims

Flexible Absorptionsfolie, umfassend: (a) eine Superabsorberkomponente, umfassend (i) mindestens ein nicht neutralisiertes saures wasserabsorbierendes Harz und (ii) mindestens ein nicht neutralisiertes basisches wasserabsorbierendes Harz, und (b) eine plastifizierende Komponente in einer Menge von 2 bis 200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Superabsorberkomponente, wobei die Folie 60 bis 100 Gew.-% an (a) und (b) enthält.
Folie nach Anspruch 1, bei der die Superabsorberkomponente diskrete Teilchen des sauren Harzes und diskrete Teilchen des basischen Harzes umfaßt.
Folie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Superabsorberkomponente mehrkomponentige Superabsorberteilchen umfaßt, wobei die Teilchen jeweils mindestens eine Mikrodomäne des sauren Harzes in Berührung mit oder in enger Nachbarschaft zu mindestens einer Mikrodomäne des basischen Harzes enthalten.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Superabsorberkomponente Teilchen mit einer Teilchengrößenverteilung von 10 bis 810 μm umfaßt.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Superabsorberkomponente Teilchen mit einer Teilchengrößenverteilung von 30 bis 375 μm umfaßt.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Superabsorberkomponente Teilchen mit einer gewichtsmittleren Teilchengröße von weniger als 400 μm umfaßt.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das saure wasserabsorbierende Harz ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyacrylsäure, einem hydrolysierten Stärke/Acrylnitril-Pfropfcopolymer, einem Stärke/Acrylsäure-Pfropfcopolymer, einem verseiften Vinylacetat/Acrylsäureester-Copolymer, einem hydrolysierten Acrylnitrilpolymer, einem hydrolysierten Acrylamidcopolymer, einem Ethylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, einem Isobutylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymer, einer Polyvinylphosphonsäure, einer Polyvinylsulfonsäure, einer Polyvinylphosphorsäure, einer Polyvinylschwefelsäure, einem sulfonierten Polystyrol, einer Polyaspartinsäure, einer Polymilchsäure und deren Mischungen.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das basische wasserabsorbierende Harz ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyvinylamin, einem Polydialkylaminoalkyl(meth)acrylamid, einem Polymer aus dem Esteranalog von N-(Dialkylamino(meth)acrylamid, einem Polyethylenimin, einem Polyvinylguanidin, einem Polyallylguanidin, einem Polyallylamin, einem Polydimethyldialkylammoniumhydroxid, einem guanidinmodifizierten Polystyrol, einem quaternierten Polystyrol, einem quaternierten Poly(meth)acrylamid oder Esteranalog davon, Poly(vinylalkohol-co-vinylamin) und deren Mischungen.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Plastifikatorkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkohol, einem Glykol, einem Triol, einer Polyhydroxyverbindung, einem Aminalkohol, einem Amid, einem Sulfoxid, einem Glykolether, einem Glykolester, einem aprotischen Lösungsmittel und deren Mischungen.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Weichmacherkomponente ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Glycerin, Propylenglykol, Ethylenglykol, Hexylenglykol, 1,3-Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,3-Propandiol, Pentaerythrit, 1,4-Butandiol, Diacetonalkohol, Wasser, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Neopentylglykol, Cyclohexandimethanol, Isopropyliden-bis-p-phenylenoxypropanol-2, Polyethylenglykol (M. G. 500 und weniger), Polypropylenglykol (M. G. 500 und weniger), Polybutylenglykol (M. G. 500 und weniger), Methanol, Ethanol, Butanol, Mono-, Di- und Triacetin, die Monomethyl-, -ethyl-, -butyl- und -phenylether von Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol und Tripropylenglykol, zum Beispiel Propylenglykolmonomethylether oder Ethylenglykolmonoethylether, Dimethylformamid, Diethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid, Triethanolamin, Diethanolamin, Tetrahydrofuran, Ethylencarbonat, Isophoron, Dioxan, Hexamethylphosphoramid, Sorbit, einem Sorbitanfettsäureester, wäßriger Saccharose, einem Citrat mit einer Formel:
wobei R¹, R² und R³ unabhängig voneinander C_1-4-Alkyl bedeuten und R⁴ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, C_1-4-Alkyl und C(O)R⁵, wobei R⁵ eine Alkylgruppe bedeutet, einem ethoxylierten Alkylphenol, einem ethoxylierten und propoxylierten Fett-(C_6-22)-Alkohol, einem Polyethylenglykolether der Methylglucose, einem Polyethylenglykolether des Sorbits, einem Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockcopolymer, einem ethoxylierten Ester der Fett-(C_6-22)-Säure, einem Kondensationsprodukt von Ethylenoxid mit langkettigem Amin oder Amid und deren Mischungen.
Folienmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Superabsorberkomponente intern plastifiziert ist.
Folienmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das saure wasserabsorbierende Harz Polyacrylsäure, das basische wasserabsorbierende Harz Polyvinylamin, Polyethylenimin oder eine Mischung davon und das plastifizierende Mittel Propylenglykol, Glycerin, Wasser und deren Mischung umfaßt.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der ferner bis zu insgesamt 40 Gew.-% an einem oder mehreren optionalen Einsatzstoffen mit enthalten sind.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der der optionale Einsatzstoff ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einem herkömmlichen Superabsorber, einem nichtabsorbierenden Füllstoff, einer Vliesfaser, einem Permeationshilfsmittel, einem Pigment und deren Mischungen.
Folienmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer Steifigkeit von weniger als 6 mNm.
Folienmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit einer Dichte von 0,3 bis 0,9 g/cm³.
Folienmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Folie geprägt oder genadelt ist.
Absorbierendes Erzeugnis mit einer Folie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17.
Erzeugnis nach Anspruch 18, bei dem es sich um eine Windel oder um ein Monatshygieneprodukt handelt.
Windel mit Kern, bei der der Kern mindestens eine Absorptionsfolie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 umfaßt.
Windel nach Anspruch 20, bei der der Kern zwei bis fünf Absorptionsfolien gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 umfaßt.
Windel nach Anspruch 21, bei der bei mindestens einer der benachbarten Folien zwischen den Folien eine feuchtigkeitstransportierende Schicht angeordnet ist.
Windel nach einem der Ansprüche 20 bis 22, bei der ferner dem Kern an einer ersten Oberfläche eine Oberlage und an einer zweiten Oberfläche eine Unterlage zugeordnet ist, wobei erste und zweite Oberfläche des Kerns einander gegenüberliegen.
Windel nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei der ferner zwischen Oberlage und Kern eine Akquisitionsschicht angeordnet ist.
Windel nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei der die Windel keine Akquisitionsschicht enthält.
Windel nach einem der Ansprüche 20 bis 25, bei der die Folie keine Cellulosefasern enthält.
Windel nach einem der Ansprüche 20 bis 26, bei der mindestens eine der Folien zusätzlich bis zu 25 Gew.-% an Vliesfasern enthält.