CN1827235A - 用于制备涂敷基材的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制备涂敷基材(34)的方法，其包括以下步骤：提供一基材(26)；以及将可透气聚合物(28)的整体层挤出涂敷到该基材(26)的表面上；其中将马来酸酐和丙烯酸酯添加到该可透气聚合物中，以增强涂敷到该基材(26)表面上的该可透气聚合物(28)的熔融强度和粘合强度。

Description

用于制备涂敷基材的方法
技术领域
本发明总体上涉及一种用于制备涂敷基材的方法，所述基材是可透气的，但是其防止包括能够传播疾病的生物学液体在内的液体透过。
背景技术
工人、特别是那些从事卫生保健事业(涉及治疗和照料受伤或生病的个体)的工人将很容易接触到能够传播疾病的生物学液体。这些可由多种微生物导致的疾病将会对生命和健康带来很大危险。
由于过程控制不能消除所有可能的接触，因此，现在注意力被放在通过使用能够防止生物学液体透过的防护服来降低潜在的直接皮肤接触。因此，可用来防止穿戴者与潜在地含有疾病或病毒的生物学液体、例如体液接触。
目前可以得到许多类型的非织造材料(无纺材料)医用服装和织物。尽管非织造材料提供了较高的透气性，从而由此可使穿戴者感觉舒适，然而其不能保护穿戴者不与透过的生物学液体接触，并因此不能防止细菌或病毒的传播。
为了提供保护并维持透气性，可将填料添加到防渗薄膜中，该防渗薄膜然后被涂敷到基材上。通过拉伸所述防渗薄膜，以随着防渗薄膜脱离填料而产生多微孔通道，从而可以使所述防渗薄膜变为可透气。然而，多微孔通道使得防渗薄膜、并因此使得涂敷基材更易于透过液体。
相同的技术也可在寒冷国家(即日照较少的国家)中用于建造隔离件(隔热件)。目前，可透气的房顶由多孔的非织造材料制成。但是，这种材料容许水透过，而实践中需要防水但透气的房顶，以避免泄漏和冷凝。
因此，需要提供一种涂敷基材，其维持透气性并容许湿蒸汽透过，但是防止不需要的液体、例如能够传播疾病的生物学液体透过。
发明内容
本发明提供了一种用于制备涂敷基材的方法，其包括以下步骤：
提供一基材；以及
将一可透气聚合物的整体层挤压涂敷在该基材的表面上。
在一优选实施例中，该方法还包括通过一T形模挤出可透气聚合物的整体层，以使其在两个辊之间流下，其中该可透气聚合物在该两个辊之间涂敷至少一个基材的表面。
本发明还提供一种由上述方法制成的涂敷或层压基材。
本发明还提供一种基材，其带有可透气聚合物的整体、挤压涂敷层，其中该可透气聚合物还包括马来酸酐和丙烯酸脂。
附图说明
下面参考附图以举例方式描述本发明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例用于制备涂敷基材的挤出层压机的示意图；
图2是根据本发明的另一个实施例的基材的横截面视图，其中在所述基材的一个表面上形成有可透气聚合物的整体层；以及
图3是根据本发明的另一个实施例的基材的横截面视图，其中在所述基材的上、下表面上形成有可透气聚合物的整体层。
具体实施方式
在说明书中，除了在上下文中因表达语句或者必要暗示需要其他表达方式之处外，在本发明的各实施例中，所使用的词语“包括”或者其变型均表示含有的含义，即用以指出特定特征的出现，但不排除出现或者附加其他特征。
必须指出，在本说明书中，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数情况，除非上下文明确指出其它情况。因此，例如，“一基材”包括单个基材以及两个或多个基材；等等。
通过提供基材并在基材的一表面上挤出涂敷可透气聚合物的整体层来制备涂敷基材。
根据本发明的基材可以是通常用于防护服等中或者用于建筑业中的任何基材。适宜的基材包括但不必局限于非织造基材，例如织物(fabrics)、纸板、刨花板(chipboard)、牛皮纸、胶合板(饰面板)、木材或者纤维素复合物、天然或合成薄膜、箔片(foils)、玻璃纤维毡、织造织物(wovenfabrics)等。
这里使用的术语“非织造/无纺”(non-woven)指具有单根纤维或丝线的结构的基材，所述单根纤维或丝线相互穿插，但不是如针织物中那样以规则重复的方式穿插。非织造基材特别优选用于本发明，因为非织造基材因其柔软且柔韧的本质而广泛用于防护服和隔离材料中。用于本发明的特别优选的非织造基材为聚丙烯(PP)非织造基材。
该可透气的聚合物包括聚醚-聚酰胺嵌段共聚物。其与马来酸酐和丙烯酸脂(乙烯基)混合，以提高其粘附强度和熔融强度。聚酯基聚合物也可以提供透气性。
聚醚-聚酰胺嵌段共聚物的总体结构如下：
Figure A20061005499200081
其中，PA为脂肪族聚酰胺“硬”嵌段(例如尼龙6或尼龙12)，PE为聚醚“软”嵌段(例如聚(环氧乙烷)或聚(四氢呋喃))。硬嵌段提供机械强度，软嵌段容许湿蒸汽透过。
这里采用的术语“可透气聚合物”表示可透气聚合物层基本上不可以透过液体，但是其对湿蒸汽具有很高的透过性。如这里所使用的，“液体”不同于蒸汽或气体之处在于，液体具有典型的易流动性特征，且其倾向于分散的可能性较小或者没有，而蒸汽呈气态或以气态悬浮，并易于分散。很明显，通过采用足够大的压力可将蒸汽液化。
马来酸酐和丙烯酸脂被添加到可透气聚合物中，以增强当以熔融形式涂敷到被涂敷基材上时的可透气聚合物的熔融强度和粘合强度。马来酸酐提供热稳定性，而丙烯酸脂提供用于粘附的极化表面。
涂敷基材的一实施例可以采用如图1所示的挤出层压机(层合机)来制备。
如图1所示的挤出层压机包括进料辊21、22，其将基材26、27从相反方向送入挤压机23，在该挤压机23处，基材26、26被整合在一起。基材26还沿着导向辊24送入。在基材26、27和可透气聚合物28作为单一片材34排出之前，以熔融形式从T形模30排出的可透气聚合物28被层压并压紧在基材26和27的表面之间。
基材26、27可在用可透气聚合物28挤出涂敷之前进行处理，以增强粘合力或粘合性。
如果基材与可透气聚合物28不相容或者基材的表面能较低，则需要进行预处理。表面能较低的基材的一个示例为聚丙烯(PP)非织造基材。在本发明的技术中使用的典型预处理为“电晕处理”。电晕处理增大了聚丙烯(PP)非织造基材的极化表面能，这样，在可透气聚合物28被涂敷到聚丙烯(PP)非织造基材表面上时，可以形成物理粘合/物理键合。
以固态粒形供给的可透气聚合物28被灌注到挤压机23上的漏斗25中。对该可透气聚合物28加热并施加压力，以形成熔融聚合物粘合材料28，该熔融聚合物粘合材料28通过T形模30向下流动，以涂敷移动的基材26、27。呈熔融形式的可透气聚合物28穿过并锚固在基材26、27中，从而在熔融聚合物粘合材料28和基材26、27之间产生牢固粘合。T形模30产生跨越基材26、27的宽度的熔融聚合物粘合材料28的连续、细长薄膜，以涂敷基材26、27的整个表面区域。
冷却辊31包含冷却水，以在熔融可透气聚合物28被涂敷到基材26、27之间后立即在冷却辊的表面处冷却涂敷或层压基材(即被涂敷或被层压的基材)34。硅酮(或硅树脂)辊32抵靠着冷却辊31施加压力，以在冷却涂敷或层压基材34时紧紧地挤压该基材34。由冷却辊31和硅酮辊32施加到涂敷或层压基材34上的压力有助于熔融聚合物粘合材料28和基材26、27之间的粘合。组成成分中所含的马来酸酐和丙烯酸脂进一步增强了粘合强度。涂敷或层压基材34然后被卷绕到收紧辊33上。
由此产生的层压基材34在图3中示出，其包括夹在两个外层基材26、27之间的一层可透气聚合物28。
如果需要仅仅涂敷单个基材的表面，便不必将第二基材从进料辊24送入挤压机23。由此产生的涂敷基材34将包括涂敷在一基材26的表面上的一层可透气聚合物28，如图2所示。
涂敷在基材表面上的可透气聚合物28的粘合强度可通过优化特定工艺因素进行优化。
涂敷厚度也对粘合强度具有影响。可透气聚合物28的整体层的厚度将根据涂敷基材34的最终用途变化。因此，采用优选10gsm或更高的涂敷量，以维持优良的粘合性。涂敷量更优选为20gsm至大约30gsm，且涂敷量最优选为大约20gsm。
由此产生的可透气聚合物层28基本不能透过任何液体，例如水、生物学液体或者体液，但是具有容许水蒸气透过的分子结构。
涂敷在基材26、27上的可透气聚合物的整体层也显示出高的水蒸气透过率(MVTR)，而不需要穿孔和拉伸可透气聚合物层或基材或者制作微小针孔。
根据本发明的涂敷基材34的整体挤出涂敷可透气聚合物层提供了最终产品，无论作为防护服或建造隔离件，其均具有不透液体的功能，其中，所述防护服例如为运动服或医用服装、用于电子工业(即，将被用于绝对无尘室)中的服装。
示例
现在将参考下述非限制性示例描述本发明。
在这些示例中，ASTM E96“材料的水蒸气透过测试方法”为用于测试透过材料的水蒸气的透过率的工业测试法，其中，“WVTR”指水蒸气透过率。下述示例将通过该测试进行。
在这些示例中，“gsm”为表示单位面积的非织造基材的重量的测量单位，即克/平方米。
示例1
可透气聚合物的组成：
  成分   含量
  马来酸酐   大约1-2％
  丙烯酸脂   大约2％
  聚醚-聚酯材料   大约70％
  乙烯   大约26％
工序：
利用如上所述的挤出层压工艺，将20gsm可透气聚合物涂敷到30gsm聚丙烯(PP)非织造基材的表面上，从而产生涂敷基材，如图2所示。
结果：
根据ASTM E96，在测试时，涂敷基材的WVTR值大于1000克/平方米/天(g/m2/day)。
而且，涂敷基材的静水压头压力大于100cm(AATCC 127)。AATCC127为一种测试方法，以评估静水压头压力。
示例2
可透气聚合物的组成：
  成分   含量
  马来酸酐   大约1-2％
  丙烯酸脂   大约2％
  聚醚-聚酯材料   大约70％
  乙烯   大约26％
工序：
利用如上所述的挤出层压工艺，将20gsm的可透气聚合物夹在20gsm聚丙烯(PP)非织造基材的表面和30gsm聚丙烯(PP)非织造基材的表面之间，并在所述两个表面之间被压紧，以产生如图3所示的层压基材。
结果：
根据ASTM E96，在测试时，涂敷基材的WVTR值大于1000克/平方米/天(g/m2/day)。
而且，涂敷基材的静水压头压力大于100cm(AATCC 127)。
可透气基材不可透过潜在地含有疾病或病毒的液体、血液或其它流体。
各个示例的涂敷基材还经受了其它标准测试，例如ASTM F1670和ASTM F1671以及ASTM F23(草拟)，并通过了所有这些测试。
ASTM F1670-测试用于在防护服中抵抗合成血透过的材料的阻力的标准测试方法。
ASTM F1671-测试抵抗血液携带的病原体透过的材料的阻力的标准测试方法，所述材料与弹性材料一起使用。
因此，本发明的涂敷基材提供了至少为500克/平方米/天、优选至少为800克/平方米/天、更最优选为至少1000克/平方米/天的水蒸汽透过率。
在前述说明书，已经参考本发明的特定成分或其整体进行了描述，如同单独列出一样，这里也可加入已知的等价物。
尽管已经以示例方式并参考可能的实施例对本发明进行了描述，但应当理解，在不偏离本发明的范围的情况下，可对其进行优化或改进。

Claims (27)

1.一种用于制备涂敷基材(34)的方法，其包括以下步骤：
提供一基材(26)；以及
将一可透气聚合物(28)的整体层挤出涂敷在该基材(26)的表面上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：将马来酸酐和丙烯酸脂添加到该可透气聚合物中，以增强涂敷到该基材(26)的表面上的该可透气聚合物(28)的熔融强度和粘合强度。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该基材(26)为非纺造基材。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，包括从以下组中选择该非织造基材，该组包括有织物、纸板、刨花板、牛皮纸、胶合板、木材或纤维素复合物、天然或合成薄膜、箔片、玻璃纤维毡、织造织物。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该非织造基材为聚丙烯(PP)非织造基材。
6.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物(28)包括聚醚-聚酯嵌段共聚物或聚醚基聚合物。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物(28)包括至少70％的聚醚-聚酰胺/聚酯嵌段共聚物。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物包括大约20％至大约30％的乙烯。
9.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括将大约0.5％至大约3.0％的马来酸酐添加到该可透气聚合物中。
10.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括将大约1％至大约3％的丙烯酸脂添加到该可透气聚合物中。
11.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物的整体层没有微孔。
12.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：对该基材(26，27)进行预处理，以增强涂敷到该基材(26，27)的表面上的该可透气聚合物的粘合力。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该预处理为电晕预处理。
14.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括挤出涂敷该基材(26)的一个表面，以产生一涂敷基材(34)。
15.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括挤出涂敷该基材(26，27)的多个表面，以产生一层压基材(34)。
16.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该涂敷基材(34)具有至少为500克/平方米/天的水蒸气透过率。
17.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，涂敷基材(34)具有至少为800克/平方米/天的水蒸气透过率。
18.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，涂敷基材(34)具有至少为1000克/平方米/天的水蒸气透过率。
19.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该涂敷基材(34)基本上不能透过液体。
20.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该液体为能够传播疾病的生物学液体。
21.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该涂敷基材(34)被用于建造隔离件。
22.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物(28)的整体层的涂敷量至少为10gsm。
23.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物(28)的整体层的涂敷量为大约10gsm至大约30gsm。
24.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，该可透气聚合物(28)的整体层的涂敷量为大约20gsm。
25.如前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，包括通过一T形模(30)挤出可透气聚合物(28)的整体层，以使其在两个辊(32，31)之间流下，该可透气聚合物(28)在该两个辊(32，31)之间涂敷至少一个基材(26，27)的表面。
26.一种由根据前述任一权利要求所述的方法制成的涂敷或层压基材(34)。
27.一种基材(26，27)，其带有可透气聚合物(28)的整体、挤出涂敷层，其中该可透气聚合物(28)还包括马来酸酐和丙烯酸脂。
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