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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
gegen Umwelteinflüsse
stabile, atmungsaktive und durch Wassereinfluss schwächbare Filme,
Fasern und Artikel neuartiger Polymermischungen und betrifft Verfahren
zur Herstellung dieser Filme, Fasern und Artikel. Insbesondere betrifft
die vorliegende Erfindung gegen Umwelteinflüsse stabile, atmungsaktive,
durch Wassereinwirkung schwächbare
Polymerfilme, Fasern und Artikel, die eine erhöhte Stabilität und verbesserte
Festigkeit zeigen, wenn diese Umweltbedingungen mit erhöhter Feuchtigkeit
und erhöhter
Temperatur ausgesetzt sind.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Wegwerfprodukte sind bequem und liefern
den Vorteil einer einmaligen Verwendung im Hygienebereich. Derartige
Produkte können
nützlich
sein für
Anwendungen einschließlich,
ohne jedoch einschränkend zu
darauf zu sein, in persönlichen
Hygieneprodukten, Windeln, Übungshöschen, Pflegeprodukte
für Frauen, Erwachseneninkontinenzprodukte,
Krankenhausbekleidung, Verbandsmaterialien, Krankenhausbettbezüge, chirurgische
Tücher,
medizinische Tücher
und dergleichen. Es gibt jedoch Bedenken hinsichtlich des Entsorgens
dieser Produkte im Hinblick auf konventionelle Entsorgungsverfahren.
Beispielsweise ist die Veraschung dieser Produkte auf Grund steigender
Bedenken über
die Luftqualität
und im Hinblick auf die Kosten und Schwierigkeiten, die mit der
Trennung dieser Produkte von anderen entsorgten nicht brennbaren
Artikeln verbunden sind, nicht wünschenswert.
Das Einlagern dieser Produkte ist ebenso auf Grund der begrenzten
Deponiemöglichkeiten
und der anwachsenden Immobilienpreise nicht wünschenswert. Folglich besteht
ein Bedarf für
Wegwerfprodukte, die schnell und bequem durch andere Maßnahmen
als Deponieren oder Einäschern entsorgt
werden können.
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Es wurde vorgeschlagen, diese Produkte
in öffentlichen
und privaten Abwassersystemen zu entsorgen. Idealerweise könnten diese
Produkte mittels Wasser abgeführt
werden und diese wären
beispielsweise durch Wassereinwirkung in ihrer Festigkeit reduzierbar
und in konventionellen Abwassersystemen wegzuspülen. Artikel, die für das Entsorgen in
Abwassersystemen geeignet sind, die also in konventionellen Toiletten weggespült werden,
werden als "spülbar" bezeichnet. Das
Entsorgen durch Wegspülen
liefert den weiteren Vorteil, dass ein einfaches, bequemes sanitäres Mittel
zur Entsorgung bereitgestellt wird. Jedoch müssen alle Wegwerfprodukte und
insbesondere spülbare
Produkte eine ausreichende Festigkeit aufweisen, so dass diese unter
den Bedingungen, bei denen sie benutzt werden, ihre Funktion erfüllen. Es
ist also für
Wegwerfprodukte wünschenswert,
dass diese den Bedingungen mit erhöhter Temperatur und erhöhter Feuchtigkeit,
die während der
Anwendung angetroffen werden, widerstehen, aber dennoch bei Berührung mit
Wasser, beispielsweise in einer Toilette, ihre Unversehrbarkeit
verlieren.
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Es ist ferner wünschenswert, dass diese Wegwerfprodukte
atmungsaktiv sind, um den Grad des Komforts für den Nutzer dieser Produkte
zu erhöhen.
Viele Wegwerfartikel sind nicht im Hinblick auf den Komfort für den Anwender
gestaltet. In vielen dieser Artikel werden thermoplastische Polymere
benutzt, die keine hohen Wasserdampfdurchlässigkeitsraten aufweisen und
daher keine gute Atmungsaktivität
zeigen. Für
viele Wegwerfprodukte ist die Atmungsaktivität besonders wünschenswert,
um die Schweißbildung
zu vermeiden. Durch Erhöhen
der Atmungsaktivität
der Filme, die in diesen Produkten verwendet sind, kann die Hautgesundheit
des Anwenders ebenso verbessert werden. Es ist wünschenswert, dass der Wasserdampf
durch den Film durchgeht und sich von der Haut entfernt anstatt
in der Nähe
der Haut eingefangen zu sein, wo dieser dann Hautausschläge oder
andere Hautirritationen hervorrufen kann. Es wäre jedoch nicht wünschenswert,
wenn der Film bei Einwirkung des Wasserdampfes zerfallen würde. Daher
ist es wünschenswert,
dass der Artikel aus einem atmungsaktiven Material aufgebaut ist,
das eine mechanische Integrität
aufweist, wenn es trocken ist, das jedoch leicht durch Wassereinwirkung
in der Festigkeit bei Eintauchen in Wasser reduzierbar ist. Ferner ist
es äußerst wünschenswert,
dass der Film die Stabilität
und die Festigkeit zeigt, um damit Umweltbedingungen mit erhöhter Temperatur
und erhöhter
Feuchtigkeit zu widerstehen, die oft in vielen Endanwendungssituationen
angetroffen werden, etwa beispielsweise bei der Verwendung als persönliche Pflegeprodukte.
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Polyethylenoxid (PEO) ist ein kommerziell
erhältliches
thermoplastisches wasserlösliches
Harz, das für
Wegwerfanwendungen vorteilhaft ist. Es ist ferner vorteilhaft als
ein Komponentenmaterial für
Anwendungen mit Entsorgung durch Wegspülen auf Grund seiner einzigartigen
Wechselwirkung mit Wasser und Körperflüssigkeiten.
PEO wird durch die folgende Formel dargestellt:
(CH2CH2O)n
kann
durch die ringöffnende
Polymerisierung des Ethylenoxids hergestellt werden,
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Auf Grund seiner Eigenschaften bei
der Reaktion mit Wasser ist PEO für Anwendungen zum Wegspülen vorteilhaft.
Jedoch sind kommerziell erhältliche
PEO-Harze äußerst sensitiv
auf Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und erhöhter Temperatur,
wodurch seine Anwendung in vielen Wegwerfprodukten beschränkt wird.
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Auf Grund des gegenwärtigen globalen
Marktes ist es notwendig, Produktkomponenten und Endanwendungsprodukte
weltweit herzustellen, zu transportieren und zu lagern, wobei eine
Vielzahl von klimatischen Bedingungen auftritt. PEO-Filme verlieren
dramatisch an Festigkeit und Steifigkeit, wenn die Feuchtigkeit über ungefähr 65% relativer
Feuchtigkeit (RH) und die Temperaturen zwischen ungefähr 35 bis
55°C liegen,
auf Grund der resultierenden ansteigenden Feuchtigkeitsabsorption.
Als Folge davon zeigen PEO-Filme eine höhere Ausfallrate und reißen leichter
während
der Herstellung und der Lagerung unter diesen Bedingungen mit erhöhter Feuchtigkeit
und erhöhten
Temperaturen. Besonders erwähnenswert
sind belastungsinduzierte durch Umwelteinflüsse beschleunigte Rissbildung
und reduzierte Reißfestigkeit,
die mit zunehmendem Materialalter weiter gehen.
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Diese durch Umwelteinflüsse induzierten
Fehler begrenzen signifikant die Flexibilität, die zur Herstellung, Verteilung
und zum Verkauf von spülbaren
Wegwerfprodukten erforderlich ist. Der für spülbare Produkte verwendete Film
wird für
gewöhnlich
gefaltet, gerollt oder gebogen und wird dann in einem Lagerhaus
gelagert, bis das Endprodukt hergestellt werden soll. Der preisgünstigste
Lagerraum ist im Wesentlichen hinsichtlich der Umgebungsbedingungen
nicht kontrolliert und unterliegt erhöhten Temperaturen und erhöhter Feuchtigkeit. Ein
derartiges Umfeld beschleunigt die Rissbildung und das Reißen der
PEO-Filme, wodurch sich diese Filme häufig als für die weitere Herstellung als
ungeeignet erweisen. Das Transportieren und Lagern fertiger Produkte
kann ebenfalls durch Umwelteinflüsse
erzeugte Rissbildung und Spaltbildung bewirken, wenn die Endprodukte
während
des weltweiten Transports und bei der Lagerung in Verteilerlagerhäusern unter
diversen Klimabedingungen erhöhter
Feuchtigkeit und erhöhten
Temperaturen ausgesetzt sind. Das Kontrollieren der Transport- und
Lagerumgebungsbedingungen würde
deutlich die Kosten für
die Verteilung erhöhen.
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Produkte, die erhöhter Feuchtigkeit und erhöhten Temperaturen
ausgesetzt wurden, können
ebenso eine erhöhte
Wahrscheinlichkeit für
ein Fehlverhalten während
der Anwendung zeigen, wodurch beim Verbrauch eine Unzufriedenheit
entsteht. Ferner nehmen diese Probleme mit dem Altern des Produkts
zu, wodurch die Zeitdauer begrenzt wird, die zur Lagerung vor dem
Verkauf zur Verfügung
steht. Diese durch Umwelteinflüsse
hervorgerufenen Fehler begrenzen deutlich die Anwendbarkeit von
PEO insbesondere als eine Komponente von spülbaren Produkten, da erhöhte Temperaturen
und erhöhte
Feuchtigkeit häufig
bei der Herstellung, Verteilung und Anwendung derartiger Produkte
angetroffen werden und in einem mangelhaften Leistungsverhalten
resultieren.
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Es wurde schon häufig versucht, diese Schwierigkeiten
zu überwinden.
Zum Stand der Technik gehören
Wegwerfartikel, die aus flüssigkeitsundurchlässigen,
dampfdurchlässigen
Filmen mit kristallisierbaren, gedehnten Filmen auf Polyolyfinbasis
und einem Knistern reduzierendem Additiv, das Poly(ethylen)oxid
ist, aufgebaut ist. Diese flüssigkeitsundurchlässigen,
dampfdurchlässigen
Filme erfordern zumindest ein keimbildendes Mittel, das als Talg
oder Kalziumkarbonat beschrieben wird. Ferner ist das Dehnen erforderlich,
um die Porosität
und damit die Atmungsaktivität
zu erzeugen und ferner ist ein nachfolgendes Extrahieren des Knistern
reduzierenden Mittels wünschenswert.
Es gibt ferner beschichtete transparente Kunststoffartikel, die
aus Poly(ethylenoxyd) bestehen. Es wird eine anorganische schützende Beschichtung
als eine separate Schicht über
dem transparenten Kunststoffartikel aufgebracht, um die Oberflächenhärte zu verbessern,
die Bedienungsfestigkeit zu erhöhen
und ein Nichtkondensieren zu erleichtern. Die anorganische schützende Beschichtung
kann diverse Metalloxide aufweisen. Die Beschichtung bildet jedoch
eine separate, diskrete, glasartige Schicht des transparenten Kunststoffartikels
und die resultierende Beschichtung und die Artikel sind nicht atmungsaktiv
oder spülbar.
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Es sind mehrschichtige oder beschichtete
Aufzeichnungsmaterialien für
elektrostatische Druckprozesse verfügbar. Diese Aufzeichnungsmaterialien
bestehen aus einer Grundschicht mit einer antistatischen Schicht,
die aus Poly(ethylenoxid) hergestellt sein kann. Die Aufzeichnungsschichten
bestehen aus einer zusätzlichen
Toner aufnehmenden Schicht, die aus anorganischen Oxiden, etwa Siliziumdioxid,
Titandioxid, Kalziumkarbonat, oder dergleichen besteht. Das Poly(ethylenoxid)
und die anorganischen Oxide sind in separaten Schichten enthalten,
d. h. in der antistatischen Schicht bzw. der Toner aufnehmenden
Schicht. Ferner sind die Aufzeichnungsschichten nicht atmungsaktiv
oder spülbar.
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Somit sind momentan verfügbare Polymerfilme
nicht praktikabel für
durch Wassereinwirkung strukturschwächende und atmungsaktive Anwendungen,
da die Filme keine erhöhte
Stabilität
und Festigkeit zeigen, wenn diese Umwelteinflüssen mit erhöhten Temperaturen
und erhöhter
Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Es besteht daher ein Bedarf für ein Polymer,
das die Herstellung von durch Wassereinwirkung in der Struktur geschwächten und
atmungsaktive Filmen, Fasern und Artikeln ermöglicht, die eine erhöhte Stabilität und verbesserte
Festigkeit zeigen, wenn diese Umweltbedingungen bzw. Umwelteinflüssen mit
erhöhter
Temperatur und erhöhter
Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Ferner besteht ein Bedarf für Mittel,
um in effizienter und ökonomischer
Weise ein Polymer herzustellen, mit dem durch Wassereinwirkung die
Struktur schwächbare
und atmungsaktive Filme, Fasern und Artikel herstellbar sind, die
eine verbesserte Festigkeit zeigen, wenn diese Umweltbedingungen
mit erhöhter
Feuchtigkeit und Temperatur ausgesetzt sind.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft gegen Umwelteinflüsse stabile,
durch Wassereinwirkung schwächbare
und atmungsaktive Filme, Fasern und Artikel, die eine erhöhte Stabilität und eine
erhöhte
Festigkeit zeigen, wenn diese Umgebungsbedingungen mit erhöhter Feuchtigkeit
und erhöhter
Temperatur ausgesetzt sind. Die Erfindung betrifft ferner Prozesse
und Verfahren zur Herstellung der Filme, Fasern und Artikel. Die
Filme, Fasern und Artikel können
zur Herstellung von Produkten verwendet werden, die ein Entsorgen
erfordern, einschließlich,
ohne darauf eingeschränkt
zu sein, für
persönliche
Pflegeprodukte, Windeln und Übungshöschen, Frauenhygieneprodukte,
Erwachseneninkontinenzprodukte, Krankenhausbekleidung, Wundpflegeprodukte,
Krankenhausbettbezüge,
OP-Tücher,
medizinische Tücher
und dergleichen. Vorteilhafterweise können die Filme, Fasern und
Artikel aus neuartigen Polymermischungen aus chemisch modifizierten
PEO-Harz und thermoplastischen synthetischen Harzen zusammengesetzt
sein.
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Diese Filme, Fasern und Artikel der
vorliegenden Erfindung sind atmungsaktiv, stabil und durch Wasser
in der Struktur schwächbar
und zeigen eine erhöhte
Stabilität
und eine verbesserte Festigkeit, wenn diese Umweltbedingungen mit
erhöhter
Feuchtigkeit und erhöhter
Temperatur ausgesetzt werden. Die Filme der vorliegenden Erfindung
benötigen
kein Dehnen und/oder das Hinzufügen
eines Füllstoffes
zur Bereitstellung der Atmungsaktivität. Die neuen Verbindungen,
die verwendet werden, können
ferner stärkere
Filme mit einer deutlich erhöhten
mechanischen Spannungsbelastbarkeit bereitstellen, um die Spalt-
und Rissbildung zu vermeiden, wenn während der Herstellung, des
Transportes und der Lagerung Umweltbelastungen auftreten. Gleichzeitig
sind Filme, Fasern und Artikel in der Struktur durch Wasser schwächbar sind,
wodurch diese vorteilhaft für
Wegwerfanwendungen, etwa für
spülbare
Produkte sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Prozessdiagramm zur Herstellung der Polymerverbindungen mit
einem Doppelschraubenextruder zum Zusammenfügen von Komponenten, einem
luftgekühlten
Band zum Sammeln und Kühlen der
Polymerverbindung und einer Perlbildungseinrichtung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung richtet
sich an Filme, Fasern und Artikel, die durch Wasser in der Struktur schwächbar und
atmungsaktiv sind und eine erhöhte
Stabilität
und verbesserte Festigkeit zeigen, wenn diese Umweltbedingungen
mit erhöhter
Feuchtigkeit und Temperatur ausgesetzt sind. Die Filme, Fasern und
Artikel können
verwendet werden, um Wegwerfprodukte bilden. Die Struktur dieser
Filme, Fasern und Artikel wird geschwächt, wenn diese in Wasser angeordnet
werden und ermöglichen
die Entsorgung durch Wegspülen
in einer konventionellen Toilette. Die erhöhte Festigkeit und die verbesserte
Stabilität
in Umgebungen mit erhöhter Temperatur
und erhöhter
Feuchtigkeit, die durch diese Verbindungen bereitgestellt wird,
verzögert
deutlich die Rissbildung und Spaltbildung, die mit anderen Polymeren
verknüpft
sind, die diesen Bedingungen ausgesetzt werden. Des weiteren führen die
Eigenschaften hinsichtlich der Wasserdampfdurchlässigkeit der Verbindungen zu
einer Atmungsaktivität
des Artikels und tragen zum Komfort für den Verbraucher bei. Die
Polymerverbindungskompositionen erzeugen einen atmungsaktiven Film,
der kein Dehnen und/oder den Zusatz von Filmmaterial erfordert,
um die Atmungsaktivität
bereitzustellen.
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Vorzugsweise betrifft die Erfindung
Filme, Fasern und Artikel mit neuen Mischungen aus auf Wasser reagierenden
Polymeren und in Wasser nicht löslichen
Polymeren. Insbesondere betrifft die Erfindung Filme, Fasern und
Artikel mit PEO mit nicht in Wasser löslichen thermoplastischen synthetischen
Harzen. Besonders vorteilhaft sind Mischungen aus PEO mit Ethylensäurecopolymeren
und Ionomerharzen. Die Filme, Fasern und Artikel, die aus den PEO-Mischungen
entwickelt sind und in der Erfindung verwendet sind, können insbesondere
nützlich
sein für
beispielsweise Wegwerfanwendungen einschließlich, ohne darauf einschränkend zu sein,
für persönliche Hygieneprodukte,
Windeln und Übungshöschen, Frauenhygieneprodukte,
Erwachseneninkontinenzprodukte, Krankenhausbekleidung, Wundpflegeprodukte,
Krankenhausbettbezüge,
OP-Tücher,
medizinische Tücher
und dergleichen. Vorteilhafterweise kann die Erfindung für Anwendungen
mit Wegspülen,
etwa für
persönliche
Pflegeprodukte, Wegwerfwindeln und Übungshöschen, Frauenhygieneprodukte, Erwachseneninkontinenzprodukte
und dergleichen verwendet werden. Artikel, die den neuartigen Polymermischfilm
aufweisen, können
zumindest eine Schicht des Filmes aufweisen. Artikel mit der neuartigen
Polymermischfaser können
teilweise oder vollständig
aus der Faser aufgebaut sein. Zu faserartigen Artikeln gehören gewebte
oder nicht gewebte bzw. Vliesstoff-Fasermaterialien.
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Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet
der Begriff "auf
Wasser reagierend" Polymere,
Filme, Fasern, Artikel und dergleichen, die wasserlöslich, in
Wasser dispergierend, in Wasser auflösbar oder durch Wasser in der
Struktur geschwächt
werden. Der Begriff "durch
Wasser in der Struktur geschwächt" bezeichnet die Fähigkeit
eines Polymers, eines Films, einer Faser und eines Artikels, als
ein Stück
zu verbleiben, aber an Festigkeit abzunehmen oder Festigkeit zu
verlieren nach 5 Minuten des Eintauchens in Wasser und Falten zu
bilden. Anders ausgedrückt,
der Artikel biegt sich ohne Einwirkung äußerer Kraft, wenn dieser an
einer Ecke in horizontaler Position gehalten wird. Der Begriff "in Wasser stabil" bezeichnet ein Polymer,
einen Film, eine Faser und einen Artikel, der nicht spaltbar wird
nach 5 Minuten des Eintauchens in Wasser und als ein Stück nach
einem Wasserreaktionstest verbleibt. Im hierin verwendeten Sinne
bezeichnet der Begriff "in
Wasser zersetzbar" die Fähigkeit
eines Polymers, eines Films, einer Faser und eines Artikels, sich
aufzulösen
oder in einzelne Stücke aufzubrechen,
die kleiner als 20 mesh sind nach dem Eintauchen in Wasser für ungefähr 30 Minuten.
Der Begriff "in
Wasser auflösbar" bezeichnet die Fähigkeit
einer Polymerzusammensetzung, eines Films, einer Faser und eines
Artikels, in einzelne Stücke
innerhalb von 30 Minuten des Eintauchens in Wasser zu zerbrechen, wobei
diese Stücke
mittels eines 20 mesh-Siebes eingefangen werden können, ohne
dass diese durchschlüpfen.
Im hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "gegen Umwelteinflüsse stabil" die Fähigkeit
eines Films oder einer Faser, seine Form und seine Festigkeitseigenschaften
bei Belastung und bei erhöhter
Temperatur und Feuchtigkeit beizubehalten. Im hierin verwendeten
Sinne bezeichnet der Begriff "erhöhte Temperatur" Temperaturen zwischen
mehr als ungefähr
25°C und
ungefähr
37°C. Im
hierin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "erhöhte
Feuchtigkeit" die
relative Feuchtigkeit von mehr als ungefähr 50% bis ungefähr 80%.
Im hierhin verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff "unter Belastung" eine beliebige Belastung
zwischen 15% und bis zu 30% der normierten Schubbelastung (NYL).
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Die erfindungsgemäßen Filme, Fasern und Artikel
können
eine gegen Umwelteinflüsse
stabile Polymermischung mit einem auf Wasser reagierenden Polymer
aufweisen. Die Auswahl des auf Wasser reagierenden Polymers beruht
auf der Berücksichtigung
von wichtigen Variablen, etwa der Wasserlösbarkeit, dem durchschnittlichen
Molekulargewicht, der Schmelzprozessierbarkeit, der Festigkeit und
der Duktilität.
Vorzugsweise umfasst das auf Wasser reagierende Polymer ein Polymer
aus Ethylenoxid. Im hierin verwendeten Sinne schließt der Begriff "Polymer" Homopolymere, Copolymere,
Terpolymere und Modifizierungen davon mit ein. Zu derartigen auf
Wasser reagierende Polymere gehören,
ohne einschränkend
zu sein, Polymere des Ethylenoxids und Polymere des Polyvinylalkohols.
Höchst
vorzuziehen sind Polymere des Ethylenoxids, insbesondere Homopolymere
und modifizierte Homopolymere von Ethylenoxid. Noch vorteilhafterweise
ist das auf Wasser reagierende Polymer (Polyethylenoxid) ("PEO"). Vorzugsweise liegt
das PEO in Form von PEO-Harzen mit hohem Molekulargewicht vor. Die
für diese
Erfindung anwendbaren PEO-Harze besitzen vorzugsweise ein Molekulargewicht
von mehr als ungefähr
100 000 g/mol bis ungefähr
8.000.000 g/mol. Obwohl PEO-Harze mit hohem Molekulargewicht im
Hinblick auf mechanische und physikalische Eigenschaften wünschenswert
sind, liefern PEO-Harze mit geringem Molekulargewicht den besten
Kompromiss zwischen den mechanisch/physikalischen Eigenschaften
und den filmformenden Eigenschaften. Folglich ist der bevorzugtere
Bereich von Molekulargewichten für
PEO-Harze von ungefähr
300.000 g/mol bis ungefähr
1.000.000 g/mol. Obwohl PEO das bevorzugte auf Wasser reagierende
Polymer ist, können
die zusammengesetzten Filme der vorliegenden Erfindung jedoch auch
andere auf Wasser reagierende Polymere aufweisen. Kommerzielle PEO-Harze
mit einem Molekulargewicht von mehr als 600.000 g/mol weisen eine
schlechte Schmelzprozessierbarkeit, sowohl bei der Verbindung mit Filmmaterial
als auch bei der Filmextrusion auf. Dies verursacht einen hohen
Schmelzdruck und die resultierenden Filme besitzen beträchtliche
Schmelzfaktoren. Filme, die dünner
als 8 mil sind, können
nicht erhalten werden. Daher besitzen die unmodifizierten PEO-Harze
lediglich eine eingeschränkte
Anwendbarkeit bei der Herstellung dünner atmungsaktiver Filme.
Dünne Filme
sind für
persönliche
Pflegeproduktanwendungen auf Grund der besseren Flexibilität des Materials
und des verringerten Gewichts des fertigen Produkts und der reduzierten
Kosten wünschenswert.
Um diesen Konflikt aufzulösen,
wurde erforscht, dass chemisch modifizierte PEO-Harze besonders
anwendbar sind und für
die atmungsaktiven spülbaren
Filme vorzugsweise für
die vorliegende Erfindung angewendet werden. Diese PEO-Harze wurden durch
Anbinden eines polaren Vinylmonomers an das PEO hergestellt. Diese
modifizierten PEO-Harze besitzen geringere Molekulargewichte als
die unmodifizierten PEO-Harze mit hoher Festigkeit. Jedoch besitzen
die modifizierten PEO-Harze geringere Schmelzviskositäten, höhere Schmelzfestigkeiten
und eine höhere Schmelzelastizität im Vergleich
zu den unmodifizierten PEO-Harzen mit geringer Festigkeit, wodurch
die Herstellung sehr dünner
Filme mit einer Dicke von ungefähr
1 mil möglich
ist. Die resultierenden Kompositionen bei Verwendung in Kombination
mit der vorliegenden Erfindung können
angewendet werden, um sehr dünne Filme
mit einem hohen Maß an
Atmungsaktivität,
Spülbarkeit
und Duktilität
herzustellen. Das Pfropfenmodifizierungsverfahren verleiht dem PEO-Harz
im Vergleich zu dem unmodifizierten PEO-Harz Dehnbarkeit. Der Prozess
zur Herstellung modifizierter PEO-Harze und Beispiele derartiger Kompositionen
sind beschrieben in dem US-Patent
6,172,177 von
Wang et al, erteilt am 9. Januar 2001, und im US-Patent
6,117,947 erteilt am 12.
September 2000, Wang et al, die somit beide durch Bezugnahme mit
eingeschlossen sind.
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Für
diese Erfindung geeignete PEO-Harze sind erhältlich von Union Carbide Chemicals & Plastics, Inc.
unter dem Handelsnamen POLYOX. Zu Beispielen geeigneter PEO-Harze, die von Union
Carbide erhältlich
sind, gehören,
ohne einschränkend
zu sein, Harze, die unter den folgenden Handelsbezeichnungen verkauft
werden und die folgenden angegebenen durchschnittlichen Molekulargewichte
aufweisen: POLYOX WSR N-80, ein 200.000 g/mol PEO; POLYOX WSR N-750,
ein 300.000 g/mol PEO; POLYOX WSR N-3000, ein 400.000 g/mol PEO;
POLYOX WSR 205, ein 600.000 g/mol PEO; POLYOX WSR N-12K, ein 1.000.000 g/mol
PEO; POLYOX WSR N-60K, ein 2.000.000 g/mol PEO; POLYOX WSR N-301,
ein 4.000.000 g/mol PEO; und POLYOX WSR N-308, ein 8.000.000 g/mol PEO. (siehe
auch POLYOX: wasserlösliche
Harze, Union Carbide Chemicals & Plastic
Company, Inc. 1991, das hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit
mit aufgenommen ist). Alle PEO-Harze werden in Pulverform von Union
Carbide geliefert. Es wurden sowohl PEO-Pulver als auch Perlen aus
PEO in den Beispielen der vorliegenden Erfindung verwendet.
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PEO kann mit einem beliebigen wasserunlöslichen
Polymer gemischt werden, das dem Film, der Faser oder dem Artikel
der resultierenden Mischung die Eigenschaft einer erhöhten Festigkeit
und einer verbesserten Stabilität
für Umgebungsbedingungen
mit erhöhter
Feuchtigkeit und erhöhter
Temperatur zusätzlich
zu den Eigenschaften der Strukturschwächung bei Wassereinwirkung
und der Atmungsaktivität
zur Verwendung in Filmen, Fasern oder Artikel für Wegwerfanwendungen verleihen
kann. Vorteilhaft sind thermoplastische Copolymere, die wasserunlöslich sind.
Noch vorteilhafter sind Ionomer-Harze
und Polystyrencopolymere. Sehr vorteilhaft sind Ionomer-Harze und
Polystyrenacrylonitril-Harze.
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Höchst
vorteilhafterweise können
die Mischungen aus chemisch modifiziertem PEO-Harz und einem wasserunlöslichen
Ionomer oder Styrenacrylonitril-Harz aufgebaut sein. Ohne sich auf
eine bestimmte Theorie einschränken
zu wollen, wird angenommen, dass beide wasserunlösliche Harze eine starke intermolekulare Wechselwirkung
mit PEO hervorrufen, so dass dieses bei hoher Feuchtigkeit und Bedingungen
mit erhöhter Temperatur
stabilisiert wird. Vorzugsweise umfasst die Mischung von ungefähr 5 Gewichtsprozent
bis ungefähr 45
Gewichtsprozent eines wasserunlöslichen
Harzes in Bezug auf das Gesamtgewicht der Mischung. Mischungen,
die mehr als ungefähr
45 Gewichtsprozent enthalten, können
zu stabil sein und die Eigenschaften hinsichtlich der Strukturschwächung bei
Wassereinwirkung verlieren. Mischungen, die weniger als ungefähr 5 Gewichtsprozent
aufweisen, zeigen keine ausreichende Stabilität gegen Umwelteinflüsse, wenn
diese einer erhöhten
Temperatur und einer erhöhten
Feuchtigkeit ausgesetzt werden. Höchst vorteilhaft sind Mischungen mit
ungefähr
10 Gewichtsprozent bis ungefähr
30 Gewichtsprozent eines wasserunlöslichen Harzes in Bezug auf
das Gesamtgewicht der Polymermischung. Noch vorteilhafter sind Mischungen
mit ungefähr
10 Gewichtsprozent bis ungefähr
20 Gewichtsprozent eines wasserunlöslichen Harzes in Bezug auf
das Gesamtgewicht der Polymermischung. Die PEO-Mischungstechnik
kann in einer weiten Bandbreite thermisch prozessierbar Materialien
auf PEO-Basis angewendet werden, wobei eine erhöhte Festigkeit, Steifigkeit
und Stabilität
bei Umgebungsbedingungen mit hoher Feuchtigkeit und erhöhter Temperatur
wünschenswert
sind.
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Ein Polystyrencopolymer, das die
Stabilität
erhöht
und die Festigkeit der PEO-Mischungen
in Umgebungen mit erhöhter
Feuchtigkeit und erhöhter
Temperatur vergrößert, kann
verwendet werden. Höchst
vorzugsweise sind Styrenacrylnitrilcopolymer- (SAN) Harze, die Glasübergangstemperaturen über der
Schmelztemperatur von PEO und unter der gewünschten Extrusionstemperatur
aufweisen. Für
Beispielzwecke in dieser Erfindung wurden Dow Chemical SAN, Copolymerharze
unter dem Handelsnamen Tyril verwendet. Das in dieser Verwendung
benutzte Styrenacrylnitrilharz war Tyril 125. Es können andere
SAN-Copolymerharze, etwa das Dow Chemical Tyril 880 und Tyril 990
verwendet werden.
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Vorzugsweise werden Ionomerharze,
die aus Ethylensäure-Copolymeren
hergestellt sind, in denen die Säuregruppen
teilweise mit Zink, Natrium oder anderen Ionen neutralisiert sind,
für diese
Erfindung verwendet werden. Die für Beispielzwecke dieser Erfindung
verwendeten Ionomerharze waren Surlyn 1601 (Natriumion) und Surly
1652 (Zinkion), die von DuPont erhältlich sind.
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Optional können die in den erfindungsgemäßen Polymermischungen,
Filmen, Fasern und Artikeln benutzten PEO-Harze diverse Additive
mit, ohne darauf einschränkend
zu sein, Plastizierern, Prozessierhilfen, Füllmaterialien, Dispergierstoften,
Festphasenmodifizierer, rheologischen Modifizierern, Antioxidantien, UV-Lichtstabilisierern,
Pigmenten, Farbstoffen, Schlupfadditiven, antiblockierenden Mitteln,
Polymeremulsionen, und dergleichen enthalten.
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Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Polymermischungen
ein Füllmaterial
enthalten. Die Auswahl eine Füllmaterials
beruht auf der Berücksichtigung
von wichtigen Parametern, etwa der Teilchengröße, der Ausdehnungs- und Anschwelleffizienz
und der Wechselwirkung mit dem Polymer. Geeignete Füllmaterialien
können
organisch oder anorganisch sein und liegen vorteilhafterweise in
Form einzelner diskreter Teilchen vor. Zu geeigneten anorganischen
Füllmaterialien
gehören
Metalloxide, Metallhydroxide, Metallkarbonate, Metallsulfate, diverse
Arten von Lehm, Silika, Aluminiumoxid, pulverförmige Metalle, Mikroglaskugeln,
oder vugulare hohlraumenthaltende Teilchen. Zu besonders geeigneten
Füllmaterialien
gehören
Kalziumkarbonat, Bariumsulfat, Natriumkarbonat, Magnesiumkarbonat,
Magnesiumsulfat, Bariumkarbonat, Kaolin, Kohlenstoff, Kalziumoxid,
Magnesiumoxid, Aluminiumhydroxid und Titandioxid. Zu weiteren anorganischen
Füllmaterialien können solche
gehören,
die Teilchen aufweisen mit einem höheren Aspektverhältnis, etwa
Talg, Glimmer und Wollstonit. Zu geeigneten organischen Füllmaterialien
gehören
beispielsweise Latexteilchen, Teilchen aus thermoplastischen Elastomeren,
Zellstoffpulver, Holzpulver, Zelluloseabkömmlinge, Chitin, Chitozanpulver, Pulver
aus hochkristallinen, hochschmelzenden Polymeren, Perlen aus stark
kreuzverbundenen Polymeren, Organosilikonpulver und Pulver aus superabsorbierenden
Polymeren, etwa teilweise neutralisierte Polyacrylsäure und
dergleichen, sowie Kombinationen und Abkömmlinge davon. Diese Füllmaterialien
können
die Robustheit, die Weichheit, die Lichtundurchlässigkeit, die Dampfdurchlässigkeitsrate
(Atmungsaktivität),
die Wasserzersetzlichkeit, die biologische Zersetzung, die Fluidimmobilisierung
und Absorption, die Hautgesundheit und andere vorteilhafte Eigenschaften
des Filmes verbessern.
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Vorzugsweise wird das Füllmaterial
in einer Menge hinzugefügt,
die ausreicht, um eine Komposition zu schaffen, die zu Filmen verarbeitet
werden kann. Vorzugsweise macht das Füllmaterial ungefähr 10% bis ungefähr 90% bezogen
auf das Gewicht des Filmes aus. Noch bevorzugter macht das Füllmaterial
ungefähr 20%
bis ungefähr
50% des Gewichts des Filmes aus. PEO-Harze verteilen die Füllmaterialien
während
des Schmelzziehprozesses in effizienter Weise und erzeugen gezogene
Fäden mit
einer gleichförmigen
und glatten Oberfläche.
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Zu geeigneten kommerziell erhältlichen
Füllmaterialien
gehören
die Folgenden:
- 1. SUPERMITE, ein sehr fein
gemahlenes CaCO3, das von ECC International,
Atlanta, Georgia, erhältlich ist.
Dieses Material besitzt eine maximale Teilchengröße von ungefähr 8 μm und eine
mittlere Teilchengröße von ungefähr 1 μm und kann
mit einem Oberflächenmittel
beschichtet sein, etwa dem Dow Corning 193 Oberflächenmittel,
bevor dieses mit dem Polymer vermischt wird.
- 2. SUPERCOAT, ein beschichtetes sehr fein gemahlenes CaCO3, das von ECC International, Atlanta, Georgia,
erhältlich
ist. Das Material besitzt eine maximale Teilchengröße von ungefähr 8 μm und eine
mittlere Teilchengröße von ungefähr 1 μm.
- 3. OMYACARB UF, ein sehr reines, sehr feines und nass gemahlenes
CaCO3, das von OMYA, Inc., Proxtor, Vermont,
erhältlich
ist. Das Material besitzt eine maximale Teilchengröße von ungefähr 4 μm und eine durchschnittliche
Teilchengröße von ungefähr 0.7 μm und gewährt eine
gute Verarbeitbarkeit. Dieses Füllmaterial
kann auch mit einem Oberflächenmittel,
etwa dem Dow Corning 193 Oberflächenmittel,
vor dem Mischen mit dem Polymer beschichtet werden.
- 4. OMYACARB UFT CaCO3, eine äußerst feine
Pigmentoberfläche,
die mit Stearinsäure
beschichtet ist, das von OMYA Inc., erhältlich ist. Dieses Material
besitzt eine maximale Teilchengröße von ungefähr 4 μm und eine
mittlere Teilchengröße von ungefähr 0.7 μm und gewährleistet
eine gute Verarbeitbarkeit.
-
Optional kann es wünschenswert
sein, die Oberfläche
des Füllmaterials
mit einem oberflächenmodifizierenden
Mittel zu ändern,
um die Oberflächeneigenschaften
der Füllmaterialien
oder der resultierenden Filme zu verbessern. Das Füllmaterial
kann mit flüssigen
Zusatzstoffen beschichtet sein, um die Kopplung an der Harz/Füllstoff-Grenzfläche zu verringern.
Das Entkoppeln sollte das Lösen
der Bindung des Füllmaterials
von der Polymermatrix während
des Dehnens erleichtern. Dies ist insbesondere für die polare PEO-Matrix wichtig, die
eine starke Wechselwirkung mit Füllmaterialien
aufweist. Gleichzeitig sollte die Beschichtung eine Affinität zu dem
Polymerharz für
eine verbesserte Verteilung und eine verbesserte Entklumpung bieten.
Zu Beispielen derartiger Zusätze
gehören
Silikonglykolcopolymere mit unterschiedlichen Werten für das hydrophil-lipophil Gleichgewicht
(im Weiteren als HLB bezeichnet) im Bereich von 0 bis ungefähr 12 aufweist.
Derartige Silikonglykolcopolymere sind von Dow Corning Corporation
erhältlich.
Die Änderung
im HLB-Wert kann eine gesteuerte Wechselwirkung des beschichteten
Füllmaterials
PEO gewährleisten.
Insbesondere wurde ein FF-400- Additiv (HLF = 6.6) und ein 193 Oberflächenmittel
(HLB=12) verwendet, um Kalziumkarbonat in einer Lösungsmittel-Oberflächenmittel-Lösung zu
beschichten. Das Füllmaterial
kann ferner vor dem Mischen mit PEO-Harz mit einem Oberflächenmittel
zu einer Verbindung geformt werden, oder ein Additiv kann mit dem
Harz und dem Füllmaterial
beim Schritt des Schmelzverbindens gemischt werden. Das zuletzt
genannte Verfahren verringert die Wirksamkeit der Beschichtung.
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Zusätzlich zu den neuen Polymermischungen
und dem Füllmaterial
können
die gegen Umwelteinflüsse
stabilen, durch Wasser in der Struktur geschwächten und atmungsaktive Filme,
Fasern und Artikel, die erfindungsgemäß hergestellt werden, optional
diverse Additive, etwa Plastizierer, Prozesssäuren, rheologische Modifizierer,
Antioxidanten, UV-Licht-Stabilisatoren, Pigmente, Farbstoffe, Schlupfadditive,
antiblockierende Mittel, etc. enthalten, die vor oder nach der Mischung
mit dem Füllmaterial
zugesetzt werden.
-
Des weiteren können die anorganischen Füllmaterialien
wässerlösliche Füllmaterialien
aufweisen, einschließlich,
ohne darauf einschränkend
zu sein, Magnesiumsulfat, Natriumsulfat, Natriumhydrogensulfit,
Natriumsulfat, Natriumhydrogensulfat, Natriumsulfat, Natriumhydrogenphosphat,
Natriumkarbonat, Natriumhydrogenkarbonat, Kalziumkarbonat, Natriumhydroxid,
Kalziumhydoxid, Natriumchlorid, Kalziumchlorid und, falls anwendbar,
Hydrate dieser Verbindungen.
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Der Prozess des Herstellens spülbarer,
atmungsaktiver gegen Umwelteinflüsse
stabiler, bei Wassereinwirkung in der Struktur geschwächten Filme,
Fasern und Artikel gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst das Vorbereiten einer Verbindung, die durch Mischen
eines auf Wasser reagierenden Polymers mit einem wasserunlöslichen
Polymer gebildet wird. Obwohl die vorliegende Erfindung in dem folgenden
Beispiel durch Anwendung von Poly(ethylenoxid) dargestellt wird,
können
andere bekannte auf Wasser reagierende Polymere als die grundlegende
Polymerkomponente der Mischung verwendet werden. Zu diesen Polymeren
gehören, ohne
darauf eingeschränkt
zu sein, Polymere und Copolymere von Ethylenoxid, insbesondere Homopolymere, modifizierte
Polymere und gepfropfte Copolymere von Ethylenoxid; Polymere des
Vinylalkohols; Poly(vinylpyrrolidon), Polyethyloxazoline, und auf
Wasser reagierende Copolymere auf der Basis von Acrylsäure. In
den Beispielen ist das auf Wasser reagierende Polymer ein Polymer
oder ein Copolymer des Ethylenoxids und insbesondere ein Homopolymer
des Ethylenoxids.
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Die Auswahl des auf Wasser reagierenden
Polymers basiert auf der Berücksichtigung
von wesentlichen Variablen, zu denen eine Einschränkung gehört, die
Reaktionsfähigkeit
auf Wasser, das gesteuerte Molekulargewicht, die Schmelzbearbeitbarkeit,
Festigkeit und Duktilität.
In den folgenden Beispielen wurden einige kommerzielle erhältliche
Poly(ethylenoxid)-Harze (im Weiteren als PEO abgekürzt) als
die auf Wasser reagierende Polymerkomponente der Mischung gewählt. Obwohl
die vorliegende Erfindung durch die Anwendung von PEO als der Polymerkomponente
dargestellt wird, ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung
nicht auf PEO eingeschränkt
und kann auf andere auf Wasser reagierende Polymere, die polare,
ionische und kationische funktionale Gruppen enthalten, erweitert
werden. Ferner kann das PEO-Harz chemisch durch Pfropfung, reaktive
Extrusion, Blockpolymerisierung oder Verzweigung chemisch modifiziert
werden, um seine Prozessierbarkeit in geschmolzenem Zustand und
das Leistungsverhalten im festen Zustand zu verbessern. PEO-Harz
kann mittels reaktiver Extrusion oder Pfropfung modifiziert werden,
wie dies detaillierter im US-Patent
6,172,177 ,
Wang et al, erteilt am 9. Januar 2001 beschrieben ist, die hiermit
in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
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Die Auswahl des wasserunlöslichen
Polymers beruht auf Berücksichtigung
von wichtigen Variablen zu denen, ohne Einschränkung, die Glasübergangstemperatur,
die Schmelzbearbeitbarkeit, die Festigung und die Duktilität gehören. In
Beispielen wurden thermoplastische synthetische Harze verwendet.
Für dieser
Erfindung sind Styrenacrylnitrilcopolymer- (SAN) Harze verwendbar,
die Glasübergangstemperaturen über der Schmelztemperatur
von PEO, oder unterhalb der gewünschten
Extrusionsprozesstemperatur aufweisen. Dow Chemical stellt SAN-Copolymerharze
unter dem Handelsnamen Tyril her. Das in diesen Beispielen verwendete Styrenacrylonitrilharz
war Tyril 125.
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Für
diese Erfindung sind Ionomerharze, die aus Ethylensäurecopolymer
hergestellt sind, in welchem die Säuregruppen teilweise durch
Zink, Natrium oder andere Ionen neutralisiert sind, verwendbar.
Auch andere schmelzprozessierbare Ionomerharze können für diese Erfindung geeignet
sein. Die in diesen Beispielen verwendeten Ionomerharze waren Surlyn
1601 (Natriumion) und Syrlyn 1652 (Zinkion), die von DuPont erhältlich sind.
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Die Auswahl der Prozessanlage für die Herstellung
der durch Wasser in der Struktur schwächbaren und atmungsaktiven
Polymermischungen und die Filme der folgenden Beispiele basiert
auf den Wesentlichen Erfordernissen, d.h., die Schmelzbearbeitung
mit hohen Scherkräften,
ausreichende Verweilzeit für
das Mischen und die Möglichkeit
für eine
große
Verarbeitungsgeschwindigkeit. Vorteilhafterweise werden die Materialkomponenten,
das PEO-Harz und das thermoplastische synthetische Harz geeignet
vor dem Schmelzen miteinander vermischt. Zu verwendbaren Anlagen
gehören
beliebige geeignete Mischinstrumente, etwa Bradender Kunststoffmischer,
Haake-Extruder, Einzel- oder Mehrschraubenextruder oder beliebige
andere mechanische Mischvorrichtungen, die verwendbar sind, Polymere
zu mischen, zu verbinden, zu prozessieren oder herzustellen. Alternativ
können
die Komponenten der erfindungsgemäßen Kompositionen separat in
die Schmelzprozessvorrichtung eingespeist werden. Konventionelle
Extruder mit separaten Zufuhrvorrichtungen, die zum Herstellen der
Kompositionen der vorliegenden Erfindung geeignet sind, können ebenso
verwendet werden. Das Formen zu Perlen der extrudierten Polymermischung
kann durch eine beliebige geeignete Perlbildungsanlage, etwa beispielsweise
einer Conair-Perlbildungsanlage,
ausgeführt
werden.
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Anlagen, die für das Ziehen von Filmen und
Fasern verwendet werden können,
können
beliebige geeignete Schmelzprozessiervorrichtungen sein, die Filme,
Fasern oder Laminate von Polymerschichten ziehen können. Insbesondere
ist die gleiche Extrusionsanlage, die zur Verarbeitung der neuartigen
Polymermischung verwendet wird, in der Lage, den Film oder die Faser
zu ziehen.
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Die neuen Polymermischungen wurden
mittels eines Zwillingsschraubenextrusionsprozesses hergestellt,
wie dies in 1 gezeigt
ist, was vorteilhaft ist, die Komponenten in einem Extruder zu mischen
oder vermengen, etwa in einem Einzelschrauben- oder einem Doppelschraubenextruder
unter geeigneten Temperatur- und Scherungs/Druckbedingungen, um
eine geeignete Mischung sicherzustellen. Der Vermischungsvorgang
kann auch in einer Mischreihenanlage ausgeführt werden, etwa einem Schmelzmischer
oder einem Kneter. Modifizierte PEO und SAN, Ionomer oder EVA-Harze
können
in den Extruder/Mischer (12) gleichzeitig oder der Reihe
nach eingefüllt
werden, um eine Beeinträchtigung
oder Verfärbung
zu minimieren. Optional können Additive,
etwa Antioxidantien mit eingeführt
werden, um die thermische Materialbeeinträchtigung zu reduzieren. Anschließend wird
die Mischung extrudiert und die gezogenen geschmolzenen Fäden werden
in Luft gekühlt,
wobei ein Lüfter
gekühltes
Transportband (20) verwendet wird. Die verfestigten Fäden werden
dann zu Perlen geformt. Die Polymermischungsperlen werden dann in
einen Film gezogen.
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In der vorliegenden Erfindung werden
das PEO, die thermoplastischen Harze und Additive in eine durch
Wasser in der Struktur schwächbare
atmungsaktive Mischung gezogen unter Verwendung eines Haake-TW100-doppelrotierendem
Zwillingsschraubenextruder (10). Der Behälter besitzt
vier Temperaturzonen, wobei jede in einem Bereich von ungefähr 150°C bis ungefähr 200°C liegt.
Die Mischung wird dann in einer Conair-Perlenbildungsanlage (30)
in Perlen geformt. Die Perlen (14) werden dann in einen
durch Wasser in der Struktur schwächbaren atmungsaktiven Film
gezogen, wie dies durch die Beispiele dargestellt ist. Während des
Filmziehens wurde die Schmelzpumpengeschwindigkeit so eingestellt,
um den unterschiedlichen Fließeigenschaften
der Harze zu entsprechen. Für
alle Beispiele wurden Filme mit einer Solldicke von 1 mil für jedes
Harz gesammelt.
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Für
diese Erfindung wurden chemisch modifizierte Harze auf PEO-Basis
verwendet. Chargen mit 98,7 Gewichtsprozent WSR-205 PEO-Pulver,
1.3 Gewichtsprozent TiO2, 1000 ppm Irganox
1010, 1000 ppm Irganox 1076 und 2000 ppm Irgafos 168 (Antioxidationsmittel,
die von Ciba Geigy hergestellt werden, wurden trocken gemischt.
Die trocken gemischten Pulverchargen wurden dann reaktiv mit 1,5
Gewichtsprozent 2-Hydroxylethylmethaacrylat
(HEMA) und 0.15 Gewichtsprozent Peroxid gezogen und für die Beispiele
verwendet.
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Die vorliegende Erfindung wird durch
die folgenden Beispiele weiter dargestellt, die aber keinesfalls als
Einschränkungen
für den
Schutzbereich der Erfindung aufzufassen sind.
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BEISPIEL 1
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Für
Beispiel 1 wurde eine Kontrollmischung mit 100 Gewichtsprozent des
chemisch modifizierten PEO-Basisharzes hergestellt. Es wurde ein
Haake TW-100 doppelrotierender Zwillingsschraubenextruder mit Schrauben
mit 300 mm Länge
verwendet, um den Prozess des Herstellens der Kompositionen zu bewerkstelligen.
Die Behältertemperaturen
waren auf 170°C,
180°C, 180°C, 190°C eingestellt.
Die Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Es wurde
modifiziertes PEO unter Anwendung einer gravitationsgesteuerten
Zufuhranlage zugesetzt. Die gezogenen geschmolzenen Fäden wurden
in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fäden
wurden dann unter Verwendung einer Conair Perlenbildungsanlage zu
Perlen geformt. Das perlenförmige
Harz wurde dann in einen Film in dem gleichen Haake-Extruder umgewandelt,
der mit einer Schmelzpumpe und einer 4" Filmprägestempelfonn ausgestattet
war. Das Temperaturprofil, das zum Filmziehen verwendet wurde, betrug
150°C, 160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant gehalten bei 21 Umdrehungen/Minute; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde so eingestellt, um den Fließeigenschaften des Harzes Rechnung
zu tragen. Es wurden Filme mit einer Solldicke von 1 mil hergestellt.
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BEISPIEL 2
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Für
Beispiel 2 wurden 80 Gewichtsprozent des modifizierten PEO und 20
Gewichtsprozent Surlyn 1601 trocken gemischt, dann gleichzeitig
dem Extruder unter Anwendung der gravitationsgesteuerten Zufuhranlage
zugesetzt. Die Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem
Zwillingsschraubenextruder mit Schrauben mit einer Länge von
300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur
von 170°C,
180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
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Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mil wurden
gesammelt.
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Beispiel 3
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Für
Beispiel 3 wurden 70 Gewichtsprozent des modifizierten PEO und 30
Gewichtsprozent Surlyn 1601 trocken gemischt, dann gleichzeitig
dem Extruder unter Anwendung der gravitationsgesteuerten Zufuhranlage
zugesetzt. Die Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem
Zwillingsschraubenextruder mit Schrauben mit einer Länge von
300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur
von 170°C,
180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
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Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mil wurden
gesammelt.
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BEISPIEL 4
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Für
Beispiel 4 werden 80 Gewichtsprozent modifiziertes PEO und 20 Gewichtsprozent
Surlyn 1652 trocken gemischt und dann gleichzeitig dem Extruder
unter Anwendung einer gravitationsgesteuerten Zufuhranlage beigefügt. Die
Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem Zwillingsschraubenextruder
mit Schrauben mit einer Länge
von 300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur
von 170°C,
180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
-
Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mit wurden
gesammelt.
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BEISPIEL 5
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Für
Beispiel 5 wurden 70 Gewichtsprozent modifiziertes PEO und 30 Gewichtsprozent
Surlyn 1652 trocken gemischt, dann gleichzeitig dem Extruder unter
Verwendung einer gravitationsgesteuerten Zufuhranlage zugeführt. Die
Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem Zwillingsschraubenextruder
mit Schrauben mit einer Länge
von 300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur von
170°C, 180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
-
Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mil wurden
gesammelt.
-
BEISPIEL 6
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Für
Beispiel 6 wurden 80 Gewichtsprozent modifiziertes PEO und 20 Gewichtsprozent
Tyril 125 trocken gemischt und dann gleichzeitig dem Extruder unter
Anwendung einer gravitationsgesteuerten Zufuhranlage zugesetzt.
Die Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem
Zwillingsschraubenextruder mit Schrauben mit einer Länge von
300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur von
170°C, 180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
-
Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mil wurden
gesammelt.
-
BEISPIEL 7
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Für
Beispiel 7 wurden 70 Gewichtsprozent modifiziertes PEO und 30 Gewichtsprozent
Tyril 125 trocken gemischt und dann gleichzeitig dem Extruder unter
Anwendung einer gravitationsgesteuerten Zufuhranlage zugesetzt.
Die Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem
Zwillingsschraubenextruder mit Schrauben mit einer Länge von
300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur von
170°C, 180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
-
Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mil wurden
gesammelt.
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BEISPIEL 8
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Es können viele Materialien mit
PEO in Mengen ähnlich
zu SAN oder ionomerharzen vermischt werden, ohne die Stabilität gegen
Umwelteinflüsse
des PEO zu verbessern. Für
Beispiel 8 wurden 30 Gewichtsprozent des Ethylenvinylazetat (EVA)
Copolymer Harzes Levapren 600, das von Bayer erhältlich ist, mit 70 Gewichtsprozent
modifiziertem PEO als ein Vergleichsbeispiel gemischt. Das modifizierte
PEO und das Levapren 600 wurden trocken gemischt und anschließend gleichzeitig
unter Anwendung einer gravitationsgesteuerten Zufuhranlage dem Extruder
beigesetzt. Die Mischung wurde mittels einem Haake TW-100 doppeltrotierendem Zwillingsschraubenextruder
mit Schrauben mit einer Länge
von 300 mm prozessiert. Die vier Zonen wiesen eine Behältertemperatur
von 170°C,
180°C, 180°C, 190°C auf. Die
Schraubengeschwindigkeit betrug 120 Umdrehungen/Minute. Die gezogenen
geschmolzenen Fasern wurden in Luft bei Raumtemperatur unter Anwendung
eines lüftergekühlten Transportbandes
gekühlt.
Die verfestigten Fasern wurden dann unter Anwendung einer Conair-Perlenbildungsanlage
zu Perlen geformt.
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Das in Perlen geformte Harz wurde
auf dem gleichen Haaken-Extruder, der mit einer Schmelzpumpe und
einer 4" Filmprägeform versehen
war, in einen Film umgewandelt. Das zum Gießen des Filmes verwendete Temperaturprofil
betrug 150°C,
160°C, 170°C, 170°C, 170°C. Die Schraubengeschwindigkeit
wurde konstant auf 21 Umdrehungen pro Minute gehalten; die Schmelzpumpengeschwindigkeit
wurde entsprechend den Fließeigenschaften
des Harzes eingestellt. Filme mit einer Solldicke von 1 mil wurden
gesammelt.
-
Die Mischkomposition, die in dem
Haake-Extruder hergestellt wurden, sind in Tabelle 1 gezeigt.
-
-
Die Filme, die sich aus den Beispielen
1 bis 8 ergaben, wurden hinsichtlich der Spannungseigenschaften,
der Rissbildung bei äußerer Belastung,
der Wasserdampfdurchlässigkeit
und der Reaktion auf Wassereinfluss getestet.
-
Zugfestigkeitseigenschaften
-
Die Zugfestigkeitseigenschaften der
in den Beispielen 1 bis 8 hergestellten Filme wurde auf einem Sintech
1/D Zugfestigkeitstestgerät
gemäß dem ASTM-Testverfahren
D 638-91 bewertet.
Tabelle 2 zeigt die Zugfestigkeitseigenschaften in der Maschinenrichtung
der Filme. Mischungen mit Ionomerharzen der Beispiele 2 bis 5 und
SAN-Harzen der Beispiele 6 und 7 liefern stärkere Filme mit einer deutlich
erhöhten
Zugfestigkeitsbelastungsgrenze. Die PEO/SAN-Mischungen der Beispiele
6 und 7 zeigen deutlich steifere Filme mit einer Steigerung des
Zugfestigkeitsmoduls um einen Faktor von 3 oder mehr.
-
-
Test für umweltbedingte Bruch- bzw.
Rissbildung
-
Die Filme, die entsprechend den Verfahren
der Beispiele 1 bis 8 hergestellt wurden, wurden im Hinblick auf
Bruch- oder Rissbildung durch Umweltbelastungen gemäß einer
modifizierten Version des ASTM-Verfahrens D5397 bewertet. Für diesen
Test wurden knochenförmige
Testproben mit einer Länge
von 64 mm, einer Breite von 3.18 mm und einer Messlänge von
jedem entsprechenden Film herausgeschnitten. Es wurde eine 1 mm
große
Kerbe über
den engen Bereich der Testfläche
hinweg auf der Knochenform gebildet. Der Zweck der Kerbe lag darin,
einen lokalisierten Bruchbereich zu schaffen und den Bruch der Filme
durch Umweltbelastung zu beschleunigen. Die vorbereiteten Proben
wurden dann an einer Testvorrichtung festgeklemmt und hingen ansonsten
frei, so dass die Vorrichtung mit Ausnahme an der Klemme nicht berührt wurde. Eine
weitere Klemme, die ungefähr
15 g wog, wurde an der Unterseite der knochenförmigen Probe angehängt. Ein
Messing-Grammtestgewicht mit einem Haken wurde an der Klemme angehängt und
die Proben wurden in einer Umweltkammer bei 80% Rh und 37°C angeordnet.
Es wurde die Zeit vor dem Auftreten des Bruches festgehalten. Wenn
die Probe nicht zu Bruch ging, wurde eine erhöhte Kraft ausgeübt.
-
Die Filme wurden mit Gewichten getestet,
die deutlich unter der Zugfestigkeitsgrenze im trocknen Zustand
bei Zimmertemperatur lagen. Um den Prozentsatz der Belastungsgrenze
zu bestimmen, die auf die Filme ausgeübt wurde, war es notwendig,
eine Normierungsberechnung durchzuführen. Für jede Probe wurde eine normierte
Belastungsgrenze (NYL) berechnet, indem die eingekerbte Breite der
Testprobe und ein Unterschied in der Dicke im Vergleich zu der Probe,
die für
die Zugfestigkeitseigenschaftsanalyse verwendet wurde, berücksichtigt
wurde. Die Testlast wurde dann durch den NYL-Wert geteilt, um den
Anteil der getesteten NYL zu bestimmen. Diese Zahl ist wichtig,
da sie zeigt, dass das gleiche Grammgewicht eine wesentliche höhere prozentuale
Belastungsgrenze in einigen Filmen im Vergleich zu anderen erzeugen
kann. Die Tabelle 3 führt die
Ergebnisse des Bruchtestes durch Umweltbelastung mit der getesteten
Belastung, der gemittelten normierten Belastungsgrenze der getesteten
Proben und der Zeit vor dem Ausfall der Probe auf.
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Filme, die aus durch Wasser in der
Struktur schwächbaren
Polymermischungen gebildet waren, die unter Umwelteinflüssen nicht
stabil waren, zeigen belastungsbedingte Rissbildungen, wenn diese
Umweltbedingungen unter erhöhter
Feuchtigkeit und erhöhter
Temperatur ausgesetzt sind. Tabelle
3
DNF =
in 24 Stunden bei 80% RH, 37°C
nicht gebrochen
-
Der modifizierte PEO-Kontrollfilm
aus Beispiel 1 war in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit (80% RH)
und erhöhter
Temperatur (37°) äußerst instabil.
Mit einer Testlast von lediglich 50 g oder 30.3 % NYL wies der modifizierte
PEO-Film in weniger als 2 Minuten einen Fehler auf. Bei der gleichen
Belastung hielten die Beispiele 2, 4 und 5 zumindest 1 Minute länger. Die
Beispiele 3, 5 und 7 zerbrachen nicht bei der Last von 25 g. Das
Vergleichsbeispiel 8 brach in weniger als 1 Minute. Das Verhalten
der Beispiele 3, 5 und 7 zeigt, dass das Hinzufügen von 30% SAN oder Ionomerharz
zu dem modifizierten PEO deutlich die Stabilität der Filme bei erhöhter Temperatur
und hoher Feuchtigkeit bei geringen Belastungen verbessert. Des
weiteren wiesen die SAN- und Ionomerfilme der Beispiele 2 bis 7
wesentliche höhere
Zugbelastungsgrenzwerte bei geringer Feuchtigkeit und bei Raumtemperatur
auf als die Beispiele 1 und 8.
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Auf Grund dessen waren diese unter
deutlich geringerer Spannung als die Beispiele 1 und 8, obwohl die
gleiche Belastungskraft ausgeübt
wurde. Um zu erkennen, ob die SAN/Ionomerfilme einen höheren Anteil an
Grenzbelastung als die Beispiele 1 und 8 standhalten könnten, wurden
weitere Experimente ausgeführt. Das
Beispiel 5, d. h. der 70/30 modifizierte PEO/Surlyn 1652-Film, verhielt
sich am besten. Dieser konnte eine Belastung von 55 g, 35,7% NYL,
ohne Bruch aushalten. Dies zeigt, dass die entwickelten Mischfilme
einen höheren
Belastungspegel ohne Bruch aushalten und auch einen höheren Prozentsatz
an Belastungsgrenze vertragen als der modifizierte PEO-Kontrollfilm bei
Umgebungsbedingung mit hoher Feuchtigkeit und erhöhter Temperatur.
-
Ohne sich auf eine spezielle Theorie
einschränken
zu wollen, wurde vorgeschlagen, dass starke intermolekulare Wechselwirkungen
in den PEO/Ionomer- und PEO/SAN-Mischungen,
die die PEO-Ketten unmobil machen können, für die verbesserte Stabilität bei Umwelteinflüssen, die
höheren
Zugbelastungsgrenzen und den in den Mischungen anzutreffenden Zugfestigkeitsmodulen
verantwortlich sind. Beispielsweise wurden starke intermolekulare
Wechselwirkungen in der Mischung aus PEO mit Surlyn 1652 Ionomerharz
unter Anwendung der FT-IR-Spektroskopie gezeigt. Deutliche Verschiebungen
bei der asymmetrischen Dehnungsschwingung von Carboxylationen (COO–)
wurde als Ergebnis einer starken Ion-Dipol-Wechselwirkung zwischen
dem Zn2+ geladenen Atom des Ionomerharzes
und der C2H4O polaren
Gruppe des PEO-Moleküls
gemessen. Der Zinkanteil in dem Ionomerharz, der starke Wechselwirkungen
ermöglicht,
wurde zu lediglich ungefähr
0.63% festgestellt. Eine Zunahme des Zinkanteils in dem Ionomerharz
kann eine weitere Zunahme der Intensität der intermolekularen Wechselwirkungen
bringen und ermöglicht
die Herstellung von Mischungen mit noch höherer Stabilität bei Umwelteinflüssen.
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Wasserdampfdurchlässigkeitseigenschaften
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Um die Atmungsaktivität der Kompositionen
gemäß dieser
Erfindung zu bestimmen, wurden die Wasserdampfdurchlassraten (WVTR)
der Filme gemäß dem ASTM-Testverfahren E96-80
getestet. Kreisförmige Proben
mit einem Durchmesser von 3 inch wurden aus jedem Testmaterial und
von einem Kontrollmaterial CELGARD 2500 mikroporöser Film, der von Hoechst Celanese
Corporation erhalten wurde, herausgeschnitten. Die einzelnen Proben
der Testmaterialien und ein Kontrollmaterial wurden über die
offenen Oberseiten der einzelnen Verdampfungsmessbehälter angeordnet,
die 100 ml destillierten Wassers enthielten. Die Schraubflansche
waren festgezogen, um eine Dichtung entlang der Ränder der
Behälter
zu bilden. Die Behälter
wurden in einem Konvektionsofen angeordnet, der auf 100°F eingestellt
war. Die relative Feuchtigkeit in dem Ofen wurde nicht besonders
gesteuert. Die Behälter
wurden zuerst gewogen und anschließend in den Ofen gestellt. Nach
24 Stunden wurden die Behälter
aus den Ofen genommen und erneut gewogen. Das WVTR jedes Materials
wurde auf der Grundlage des Gewichtsverlustes und des WVTR des Kontrollfilmes
berechnet, wobei angenommen wurde, dass das WVTR des CELGARD 2500
mikroporösen
Films 5000 g/m2/24 Stunden unter vorbestimmten
festgelegten Bedingungen beträgt.
Um die WVTR-Ergebnisse zu normieren, um eine Änderung der Dicke der Filme
zuzulassen, wird die WVTR mit der Dicke des Films in mil multipliziert.
Ein mil ist als 0.001 inch definiert. Die WVTR wird in g/m2/24 Stunden/mil angegeben. Die WVTR-Werte
für die
Filme sind in Tabelle 4 aufgeführt.
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Ein WVTR-Wert von 1000 oder mehr
bedeutet, dass der Film als "atmungsaktiv" erachtet wird. Mit Ausnahme
des Beispiels 5 waren alle für
Filme atmungsaktiv. Die Ergebnisse deuten an, dass Beispiel 5 durch die
Dicke der getesteten Proben beeinflusst sein könnte und es wird angenommen,
dass ein dünnerer
Film, der aus dem gleichen Material hergestellt ist, atmungsaktiv
sein kann. Somit behielten die Filme mit der erhöhten Stabilität gegen
Umwelteinflüsse
auch einen akzeptablen Grad an Atmungsaktivität bei.
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Test für die Reaktion
auf Wasser
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Die Reaktion auf Wassereinwirkung
der Filme wurde mittels eines modifizierten Stumpf-Tests beurteilt. Der
Begriff "Stumpf-Test" bezieht sich auf
ein Testverfahren, das von der nationalen Gesundheitsbehörde entwickelt
wurde. In dem Stumpf-Test wurde eine Filmprobe auf einem geraden
Metallstab angebracht und in einem Wasserbad platziert. Das Wasser
wurde mit einer spezifizierten Geschwindigkeit in Bewegung versetzt. Es
wird die Zeit festgehalten, nach welcher die Filmprobe dispergiert.
Es wurden die folgenden Modifizierungen an dem Stumpf-Test durchgeführt, um
die Filme dieser Erfindung zu untersuchen: 1.) Es wurde ein hakenförmiger Stab
verwendet. 2.) Die Filmprobe wurde an sich selbst über den
Haken festgeheftet, um sicherzustellen, dass die Probe nicht lose
während
der Untersuchung schwimmt. 3.) Es wurde destilliertes Wasser verwendet.
4.) Das Wasser wurde mit ungefähr
500 Umdrehungen pro Minute gerührt
(gemessen als die Trockengeschwindigkeit des Rührstabes bei der gleichen Einstellung).
Die Ergebnisse des modifizierten Stumpf-Testes sind in Tabelle 5
aufgeführt.
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Es wurden die folgenden Begriffe
verwendet, um das Verhalten der Filme im Wasser zu beschreiben: Der
Begriff "wasserlöslich" bedeutet, dass die
Komposition sich auflöst
oder in Stücke
zerbricht, die kleiner als ein 20 mesh-Sieb sind. Der Begriff "in Wasser zersetzbar" bedeutet, dass die
Komposition in viele Stücke
innerhalb von 5 Minuten zerfällt
und dass einige dieser Stücke
von einem 20 mesh-Sieb aufgefangen werden. Der Begriff "durch Wassereinwirkung
in der Struktur geschwächt" bedeutet, dass die
Komposition als ein Stück erhalten
bleibt, aber nach 5 Minuten in der Struktur geschwächt ist
und an Steifigkeit verliert und faltbar wird, d. h. diese biegt
sich, ohne dass eine äußere Kraft
auf den Film ausgeübt
wird, wenn dieser an einer Ecke in horizontaler Lage gehalten wird.
Der Begriff "in
Wasser stabil" bedeutet,
dass die Komposition nach 5 Minuten nicht faltbar wird und als ein
Stück verbleibt
nach dem Wasserreaktionstest.
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Obwohl die Filme mit der erhöhten Stabilität gegen
Umwelteinflüsse
nicht in Wasser auflösbar
sind, sind sie durch Wassereinwirkung in der Struktur schwächbar.
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Diverse andere Ausführungsformen,
Modifizierungen und Äquivalente
der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann offensichtlich,
ohne das von dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung oder dem
Schutzbereich der angefügten
Patentansprüche
abzuweichen ist.
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Zusammenfassung
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Es sind hierin neue atmungsaktive,
gegen Umwelteinflüsse
stabile, durch Wassereinwirkung schwächbare Filme, Fasern und Artikel,
die für
Wegwertanwendungen geeignet sind, und Verfahren zur Herstellung dieser
Produkte offenbart. Die Filme, Fasern und Artikel werden aus neuartigen
Polymermischungen hergestellt und zeigen eine erhöhte Stabilität und eine
verbesserte Festigkeit, wenn diese Umweltbedingungen mit erhöhter Feuchtigkeit
und erhöhter
Temperatur ausgesetzt sind. Die atmungsaktiven, gegen Umwelteinflüsse stabilen,
durch Wassereinwirkung schwächbaren
Filme, Fasern und Artikel, die aus den neuartigen Polymermischungen
hergestellt sind, sind insbesondere für die Herstellung von Wegwerfprodukten
geeignet.
DNF = in 24 Stunden bei 80% RH, 37°C nicht gebrochen
