Wasserabsorbierende bzw. mit Wasser quellbare Zusammensetzungen fin- den vielfältige Anwendungen zu Abdichtungszwecken, für Montageanwen- dungen sowie als Bindemittel für non-woven Materialien zur Herstellung von Hygieneprodukten. Wasserabsorbierende und mit Wasser quellbare Zusammensetzungen finden beispielsweise im Rohrleitungsbau Anwendung zur Sicherung der Längswasserdichtheit in mehrschichtigen Rohrkonstruktionen, in der Bauindustrie als Fugendichtungsmassen im Bereich des Bautenschutzes bzw. der Bausanierung. Ein weiteres Anwendungsfeld stellen Kabel dar, die im Erdreich oder unter Wasser verlegt sind. Diese müssen bei der Beschädigung der äußeren Halle bzw. an den Übergangs-bzw. Verbindungsstellen gegen eindringendes Wasser geschützt werden. Insbesondere Energie-, Telekommunikations-und Lichtwellenleiterkabel sind langlebige Investitionsgüter, deren Betriebssicherheit über einen sehr langen Lebenszeitraum gewährleistet werden muß. Bei Schäden an der Außenisolierung und/oder an fehlerhaften Übergangsstellen dringt Wasser in das innerve derartiger Kabelkonstruktionen ein, diese Wassereinbrüche können zu erheblichen Beschädigungen der Kabel fuhren. Es kann dabei zu einer schnellen Ausbreitung des Wassers entlang der Kabeliangsachse kommen und ein derartig geschädigtes Kabel auf langen Strecken unbrauchbar machen.

Zur Verhinderung des Eindringens von Wasser in Kabelkonstruktionen, Rohrleitungskonstruktionen sowie zum Abdichten im Bautenschutz verwen- det man bereits seit geraumer Zeit wasserquellbare Dichtungsmaterialien bzw. Dichtungskonstruktionen. Die JP-A-58-215334 (1983) beschreibt in aligemeiner Form hitzehärtbare Dichtungsmaterialien auf der Basis von Kautschuken und einem wasserquellbaren Polyurethanharz auf der Basis von Ethylenoxidcopolymeren.

Die JP-A-02 155 953 beschreibt salzwasserresistente wasserquellbare Ma- terialien für Dichtungen auf der Basis von vulkanisierbaren Kautschuken und wasserabsorbierenden Harzen aus Acrylsäurederivaten. Diese Materialien müssen in Pressen bei Temperaturen von etwa 160°C etwa 30 Minuten lang vulkanisiert werden.

Die EP-A-0 188 959 beschreibt ein mehrschichtiges Abdichtband bestehend aus einem Träger aus Papier, textilen Materialien oder Kunststoffen, der mit einer Schicht aus einem wasserquellfähigen polymeren Pulver und einem wasserlöslichen Bindemittel sowie ggf. einem Tensid beschichtet ist.

Die US-A-5 020 875 beschreibt Kabelkonstruktionen, bei denen die Schicht, die den Wassereinbruch durch Quellung verhindern soll, aus einem mehrschichtigen Laminat besteht. Dieses Laminat besteht aus zwei Trägerbändern aus hydrophobem Material wie z. B. Polyester. Zwischen diese beiden Trägerbänder ist ein wasserquellbares Polymer oder Copolymer vom Typ der Superabsorber eingelagert.

Die US-A-5 188 883 beschreibt eine mehrschichtige Verbundstruktur aus einem Metallband als einer Schicht und einer Schicht eines quellfähigen Wasser-blockierenden Materials, wobei die beiden Schichten und Oberflä- chen mit Hilfe eines Klebstoffes verbunden werden.

Die US-A-5 179 611 beschreibt eine Kabelkonstruktion für ein optisches Faserkabel mit einem wasserabsorbierenden Element, das auf einen Träger durch Beschichtung aufgebracht wurde. Hierzu wird eine wasserabsorbierende Zusammensetzung aus einem thermoplastischen Elastomer, einem wasserabsorbierenden Harz sowie einem wasserlöslichen Harz gemischt, diese Mischung wird in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert und diese Lösung bzw. Suspension wird auf ein flächiges Substrat wie z. B. ein textiles Material oder Papier beschichtet, worauf das Lösungsmittel durch Trocknen abgedampft wird.

Die WO-A-98/27559 beschreibt quellbare Schmelzkiebstoffe auf der Basis einer nicht wasserlöslichen Komponente aus einem oder mehreren ther- moplastischen Polymeren und einem oder mehreren Harzen mit einer von 0 verschiedenen Verseifungszahl sowie einer in Wasser löslichen oder wasserdispergierbaren Komponente und einer in Wasser quellbaren Komponente aus der Klasse der Superabsorber. Gemäß dieser Schrift eignen sich diese als in Wasser quellbare Schmelzklebstoffe zur Anwendung bei der Herstellung wasserdichter Konstruktionen, insbesondere zur Herstellung längswasserdichter Kabelkonstruktionen.

Dabei sollen die Komponenten homogen durchmischt sein, d. h. es sollen keine makroskopischen Inhomogenitäten vorhanden sein. Über die Teilchengröße der in Wasser quellbaren Komponente werden keine Angaben gemacht.

Die quellbaren Schmelzklebstoffe gemäß letztgenanntem Stand der Technik zeichnen sich bereits durch eine sehr einfache Handhabbarkeit bei der Herstellung von Längswasser-dichten Kabelkonstruktionen aus, in bezug auf die Geschwindigkeit des Quelles bei Wasserexposition sind die letztgenannten Zusammensetzungen noch verbesserungsbedürftig. Es bestand daher die Aufgabe, einen möglichst einfach zu verarbeitenden Schmelzklebstoff bereitzustellen, der über eine hohe und sehr rasche Quellfähigkeit bei Exposition gegen Wasser aufweist. Gleichzeitig soll dieser Klebstoff bei Raumtemperatur eine geringe Oberflächenklebrigkeit aufweisen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist den Ansprüchen zu ent- nehmen. Sie besteht im wesentlichen in der Bereitstellung eines wasser- quellbaren Schmelzklebstoffes, der mindestens ein klebrigmachendes Harz * mindestens ein wasserdispergierbares EVA-Wachs mindestens ein Ethylenacrylsäure-Copolymer * mindestens ein wasserlösliches Homo-oder Copolymer sowie mindestens ein pulverförmiges Superabsorberpolymer mit einer mittleren Teilchengröße von kleiner als 80 µm enthält.

Das klebrigmachende Harz dient dabei als Haftungs-und Vertraglichkeits- vermittler, hier lassen sich alle an sich bekannten klebrigmachenden Harze, die für Schmelzkleber Verwendung finden, einsetzen. Insbesondere eignen sich hierfür die diversen Kolophonium-Derivate, d. h. insbesondere die Harzester der Abietinsäure sowie deren Hydrierungsprodukte. Diese Kolophonium-Derivate sind auch als Kolophoniumester diverser mono-und polyfunktioneller Alkohole bekannt. Daneben sind auch Polyterpene sowie Terpenphenolharze als klebrigmachendes Harz einsetzbar.

In Wasser dispergierbare EVA-Wachse sind Polyethylenwachse auf Basis eines Ethylen-Ninylacetat-Copolymers mit einem Vinylacetatgehalt von bis zu 15 % und Molgewichten zwischen 500 und etwa 10.000 (viskosimetrisch bestimmt). Diese speziellen Polyethylenwachse zeichnen sich durch ihre hydrophilen Eigenschaften aus, sie sind beispielsweise in Wasser disper- gierbar.

Als hydrophober Matrix-Bestandteil zum Einbinden der Superabsorber eig- nen sich flexibilisierende Ethylencopolymere, insbesondere Ethylenal- kylacrylatcopolymere mit einem Alkylacrylatanteil von 15 bis 40 Gew. %.

Hierbei sind insbesondere die längerkettigen Alkylacrylsäureester als Co- monomere geeignet, insbesondere die C4-C12 Alkylacrylate. Diese Ethy- lenalkylacrylatcopolymere weisen üblicherweise einen Erweichungspunkt zwischen 80 und 100°C auf (Methode Ring and Ball ASTM E 28).

Als wasserlösliche Homo-oder Copolymere können eine Vielzahl von an sich bekannten Homo-bzw. Copolymere eingesetzt werden, insbesondere Polyethylenglykol, Ethylenoxid-/Propylenoxid-Copolymere (entweder als Blockcopolymere oder als statistische Copolymere mit überwiegendem Ethylenoxidanteil), Polyvinylmethylether, Polyvinyl pyrrol idon, Polyvinylal- kohol sowie Copolymere der vorgenannten Monomere mit anderen olefi- nisch ungesättigten Monomeren. Diese wasserlöslichen Polymere haben Molekulargewichte zwischen 1000 und etwa 20000, sie können bei Raum- temperatur flüssig oder vorzugsweise bei der Verwendung höherer Moleku- largewichte wachsartig fest sein.

Als pulverförmige Superabsorberpolymere eignen sich die an sich bekann- ten Homo-und/oder Copolymere der Acrylsäure oder Methacrylsäure (kurz (Meth) acrylsäure), (Meth) acrylnitril, (Meth) acrylamid, Vinylacetat, Vinylpyro- lidon, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Itakonsäure, Itakonsäureanhydrid, Vinylsulfonsäure oder Hydroxyalkylester der vorgenannten Säuren, wobei 0 bis 95 Gew. % der Säuregruppen durch Alkali-oder Amoniumgruppen neutralisiert sind und diese Polymere/Copolymere durch mehrfunktionelle Verbindungen vernetzt sind.

Solche Polymeren sind z. B. aus der EP-A-0 700 414 oder EP-A-0 701 587 bekannt. Dort wird offenbart, daß die Polymerpulver eine Korngröße zwischen 90 und 630 um haben sollen. Erfindungswesentlich ist jedoch, daß die mittlere Teilchengröße der Superabsorber Polymer-Pulver kleiner als 80 pm ist. Besonders bevorzugt sind Teilchengrößenbereiche zwischen 60 um und 2 pm für das Superabsorberpolymer-Pulver.

Auch Pfropfcopolymere aus Stärke oder Zellulose mit den vorgenannten Comonomeren eignen sich bekanntermaßen als Superabsorber, Voraussetzung ist jedoch auch hier, daß die Teilchengröße des Superabsorberpolymer-Pulvers kleiner als 80 pm ist.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe an sich be- kannte handelsübliche Stabilisierungsmittel enthalten, die eine Temperatur- stabilität der Formulierungen gewährleisten, hierzu gehören z. B. die übli- chen Alterungsschutzmittel auf Basis sterisch gehinderter Phenole.

Besonders bevorzugte quellbare Schmelzklebstoffe enthalten die wesentli- chen Bestandteile in folgenden Mengen : 10 bis 25 % klebrigmachendes Harz 20 bis 40 % wasserdispergierbares EVA-Wachs 5 bis 25 Gew. % flexibilisierendes Ethylenacrylsäureester-Copolymer 15 bis 35 Gew. % wasserlösliches Homo-oder Copolymer 20 bis 40 Gew. % Superabsorberpolymer-Pulver.

Die erfindungsgemäßen wasserquellbaren Schmelzklebstoffe eignen sich z. B. als Beschichtung von Metallfolien oder glasfaserverstärkten Verstär- kungselementen aus Kunststoff in der Kabelkonstruktion. Eine besonders bevorzugte Anwendung ist z. B. die direkte Beschichtung des zentralen Ver- stärkungselementes von Lichtwellenleiterkabeln. Dieses Zentralelement kann mit der nicht-oberflächenklebrigen Version des Klebstoffes beschichtet werden und anschließend aufgerollt und zwischengelagert werden. In üblichen Lichtwellenleiterkabeln sind konzentrisch um dieses Zentralelement die einzeinen Lichtwellenleiter angeordnet. Nach Reaktivierung der nicht-oberflächenklebrigen Version des Klebstoffes auf dem Zentralelement können diese Lichtwellenleiter direkt auf dem Zentralelement klebend fixiert werden und können anschließend weitere Fertigungsschritte durchlaufen. Ggf. können die Kunststoffröhrchen (tubes) die den/die Lichtwellenleiter enthalten, ebenfalls auf der Außenseite mit den erfindungsgemäßen Schmelzklebstoff beschichtet sein. Eine nach gängigem Stand der Technik notwendige Umhüllung der Lichtwellenleiter mit einem wasserquellfähigen mehrschichtigen Klebeband oder mehrschichtigem Fließmaterial oder Längswasserabdichtung der Hohträume zwischen dem Zentralelement und den tubes mit einem Fett (Petrojelly) kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe enffallen. Man kann in der Kabelkonstruktion die kon- struktionsbedingten Hohlräume belassen, da der wasserquellbare Schmelzklebstoff bei Eindringen vom Wasser diese Hohträume aufgrund des Quelivorganges vollständig ausfüllt und damit eine zuverlässige Längswasser-abdichtung gewährleistet. Diese Konstruktionsart ergibt vereinfachte Verbindungstechnik, die Möglichkeit zu fettfreiem Arbeiten sowie eine signifikante Gewichtserersparnis der Kabelkonstruktion.

Außerdem ist eine höhere Produktionsgeschwindigkeit möglich im Vergleich zur Verarbeitung von Quellfließen.

Außer den vorgenannten Anwendungsfeldern zur Herstellung Längswasser-dichter Lichtwellenleiterkabel eignen sich die erfindungsgemäßen wasserquellbaren Schmelzklebstoffe auch für die Sicherung der Längswasserdichtheit von diversen Energie-und Telekommunikationskabeln auf Basis von Kupferleitern.

Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäßen wasserquellbaren Schmelz- klebstoffe zur Verwendung als Fugendichtungsmassen im Bereich des Bautenschutzes bzw. der Bautensanierung zum Abdichten gegen eindrin- gende Feuchtigkeit oder Wasser in Bauwerke. Ein weiteres Anwendungsfeld ist der Rohrleitungsbau z. B. zur Sicherung der Längswasserdichtheit von mehrschichtigen koaxialen Rohrkonstruktionen.

Außerdem eignen sich die erfindungsgemäßen Schmetzktebstoffe ats Bindemittel für non-woven-Produkte im Hygienebereich wie z. B.

Babywindeln, Inkontinenzwindeln, Inkontinenzprodukte, Damenbinden, Slipeinlagen oder Bettunterlagen. Weiterhin ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe für recyclingfähige Klebeverbindungen denkbar, bei denen Verklebungen nachträglich (nach Wassereinwirkung) wieder gelöst werden müssen, dies wird durch das Quellen im Wasser sehr stark begünstigt.

Die wasserquellbaren Schmelzklebstoffe können wie folgt hergestellt wer- den : Klebrigmachendes Harz z. B. Harzester, EVA-Wachs und Ethylenacrylsäureestercopolymer werden bei 110 bis 160°C aufgeschmolzen und homogenisiert. Anschließend wird das oder werden die wasserlöslichen Homo-oder Copolymere zugegeben und homogenisiert. Zuletzt wird das pulverförmige Superabsorber- Polymerpulver eingearbeitet und homogenisiert. Anschließend wird die homogene Schmelze in die entsprechenden Verpackungseinheiten abgelassen und auf Raumtemperatur abgekühit.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sollen nachfolgend anhand von einigen Beispielen näher erläutert werden, wobei diese Beispiele nur eine sehr enge Auswahl darstellen und den Erfindungsgegenstand in keiner Weise beschränken sollen.

Methode zur Bestimmung der Wasseraufnahme von wasserquellbaren Schmetzklebstoffen nach der Methode des"Tea Bag Testes" Probenvorbereitung : Aus einem homogen hergestellten Klebstoffmuster wird in einer beheizten Presse bei geeigneter Temperatur eine möglichst blasenfreie Platte von 1 mm Dicke hergestellt. Daraus werden zwei quadratische Prüfkörper mit der Kantenlänge 5 x 5 cm ausgeschnitten, so daß sich Prüfkörper mit einer Oberfläche von 52 cm2 ergeben.

Die Prüfkörper sollten möglichst frisch und wasserfrei sein. Gegebenenfalls werden die Prüfkörper über Nacht im Trockenschrank oder im Exxikator ge- trocknet.

Die Masse der Probekörper mp wird festgestellt. Je ein Probekörper wird in ein handelsübliches Teefilter aus Filterpapier gegeben. Dieses wird an ei- nem ebenfalls handelsüblichen Halter aus Kunststoff befestigt (gut geeignet sind z. B. Teesieb und Halter von der Marke Teekanne). Die Masse von Sieb und Halter mSH wird bestimmt.

Durchführung der Messung : Die Probe wird in ein 600 ml Becherglas, welches mit der gewünschten Prüfflüssigkeit gefüllt ist, eingetaucht. Die Prüfflüssigkeit kann vollentsalztes Wasser, Leitungswasser, Salzwasser oder eine andere wäßrige Lösung sein. Nach exakt einer Minute wird der Halter aus der Flüssigkeit genommen und berührungsfrei in einem größeren Becherglas für 5 Minuten abtropfen gelassen. Danach wird das Gewicht moes der von Sieb, Halter, Probe und gebundenem Wasser bestimmt und die Wasseraufnahme des Prüfkörpers wie folgt berechnet : Wasseraufnahme mw [g Wasser] = mGes- (mp + mSH) Das Quelivermögen des zu prüfenden Produktes kann angegeben werden, indem man die aufgenommene Menge Wasser auf die Oberfläche und die Masse der Probe bezieht : x52)Quellvermögen[g/(gxcm2)]=mw/(mp Dieser Wert wird zu Vergleichszwecken auf drei Nachkommastellen genau angegeben.

Anschließend an die 5 Minuten Abtropfzeit und die Gewichtsbestimmung wird die Probe wieder für eine weitere Prüfzeit in die Prüfflüssigkeit gehängt und erneut wie oben beschrieben verfahren. Beispiel 1 2 Vergl. 1 Vergl. 2 Klebrigmachendes 19, 0 10, 0 10, 0 19,0 Harz') Ethylenacrylsäure- 15, 0 10,0 10,0 15,0 ester-Copolymer 2) Wasserlösliches Poly-20, 0 22, 5 22, 5 20, 0 mer3) EVA-Wachs4) 20, 8 32, 3 32,3 20,8 0,20,20,20,2Irganox1010 Superabsorber (> 100 25,0 25,0 jjm) Superabsorber (60-2 25,0 25,0 µm) 100,0100,0100,0Kontrollsumme100,0 Erweichungspunkt °C 94,6 96, 8 94,5 92, 4 Viskosität 140°C 56000 39750 44250 58750 [mPa. s] (n=1upm) Viskosität-160°C 20300 13700 28900 35000 [mPa. s] (n=2,5upm) Homogenität 158815 Quellmittels (15= homog ; 0=inhomog.) Quellverhalten Tea 0,047 0,031 0,030 0,023 Bag Test : Wasserauf- nahme (1min) [g/(gxcm3)] Queliverhalten Tea 0,346 0,416 0,264 0,224 Bag Test : Wasserauf- nahme (10min) [g/(gxcm3)] 1) Kolophonium-Pentaerythrit-Ester 2) Ethylen-butylacrylat-Copolymer FP 94°C (Ring & Ball) 3) Polyethylenglykol, MW 12000 4) EVA-Gehalt ca 9 %, MW ca 6500 Sowohl in bezug auf homogene Verteilung des Quellmittels als auch in be- zug auf das Queliverhalten im Tea Bag Test nach kurzzeitiger Wasserauf- nahme sowie nach längerer Wasseraufnahme weisen die erfindungsgemä- ßen Schmelzklebstoffe erheblich bessere Eigenschaften auf als die das gröbere Superabsorberpolymerpulver enthaltenden Vergleichsbeispiele.