DE112010002882T5

DE112010002882T5 - Atmungsaktiver Film mit innerer Virus- und Alkohol-Sperrlage

Info

Publication number: DE112010002882T5
Application number: DE201011002882
Authority: DE
Inventors: Yuhming Chen; Alfred Baldwin; Bradley P. Finnigan
Original assignee: Pliant LLC
Current assignee: Pliant LLC
Priority date: 2009-08-12
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: GB2485723B; GB2485723A; US9174420B2; GB201203704D0; US20110039083A1; WO2011019504A1; DE112010002882B4

Abstract

Mehrlagiger atmungsaktiver Sperrfilm umfassend: mindestens eine innere Sperrschicht, die durchlässig für Feuchtigkeit ist, wobei die innere Sperrschicht ein hygroskopisches Polymer umfasst; mindestens zwei mikroporöse Schichten, die ein Polymer umfassen, worin die mindestens zwei mikroporösen Schichten gleich oder verschieden sind und die mindestens eine innere Sperrschicht zwischen den mindestens zwei mikroporösen Schichten angeordnet ist; worin wenigstens eine der mindestens einen inneren Sperrschicht und der mikroporösen Schichten ein Klebemittel umfasst.

Description

ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Die Anmeldung bezieht sich auf US-Patentanmeldung Nr. 12/540,205, eingereicht am 12. August 2009, mit dem Titel „Atmungsaktiver Film mit innerer Virus- und Alkohol-Sperrlage”, die vorliegend durch Bezugnahme darauf zum Inhalt/Gegenstand gehörend gemacht wird.
BUNDESGEFÖRDERTE FORSCHUNGEN ODER ENTWICKLUNGEN

[Nicht zutreffend]

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegend beschriebene Technologie bezieht sich allgemein auf eine/n mehrlagige/n atmungsaktive/n Virus-Sperrschicht, -folie oder -film (im Folgenden weitestgehend „Film”) und daraus hergestellte Gegenstände wie Schichtstoffe (Laminate) und Bekleidung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Durch verschiedene Mittel hergestellte mikroporäse Filme werden/sind für atmungsaktive Einsatzzwecke verwendet/worden. Es gibt, auf dem Markt verfügbar, eine Vielfalt thermoplastischer Filme, die Eigenschaften der Atmungsaktivität und von Flüssigkeitssperren bieten. Eine Gruppe solcher Folien, Filme, Schichten oder Überzüge ist in monolithischen hydrophilen polymeren Filmen zu sehen. Diese Filme sind in der Lage, Feuchtigkeit ohne das zusätzliche Erfordernis von Füllstoffen und eines Reckens weiterzuleiten bzw. zu übertragen. Die Funktion der Atmungsaktivität wird erreicht, indem Feuchtigkeit absorbiert und desorbiert wird. Ein Defizit dieser Kategorie Filme besteht darin, dass monolithische hygroskopische Filme für das Laminieren an bzw. in ein Gewebe durch Wärmeverbinden ungeeignet sind. Ein weiteres Defizit besteht darin, dass diese Kategorie Filme dazu neigt, teuer in der Herstellung zu sein und nicht für umfassende Endverwendungen verwendet werden zu können, bei denen eine Kostenbeschränkung notwendig ist. Weiterhin werden, damit man diesen Filmen Eigenschaften der Opazität/Undurchsichtigkeit verleihen kann, hohe Gehalte an Pigmenten erforderlich, was die Herstellungskosten weiter erhöht. Laminate/Schichtstoffe und Bekleidungsstücke, die aus diesen Filmen hergestellt werden, sind vorrangig infolge solcher Kostenbetrachtungen nicht für zum Wegwerfen geeignete Gegenstände, Einwegartikel oder -anwendungen geeignet.
Ferner sind monolithische und mikroporöse mehrlagige Filme bekannt. Während diese Filme sowohl die Fähigkeiten zu Virussperren als auch eine Atmungsaktivität aufweisen, ist ihre Herstellung teuer und ihre Verwendung nicht für Einweg- oder Wegwerfanwendungen geeignet. Eine gleichzeitige Verwendung hydrophiler monolithischer Außenlagen und einer mikroporösen Kernlage ist in US-Patenten Nr. 6,114,024 und 6,929,853 von Nicholas F. Forte (Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah, WI) beschrieben. Die Forte-Patente beschreiben im Allgemeinen äußere Lagen hydrophiler polymerer Thermoplaste, die mit einer Kernlage mit mikroporösen Klebelagen verbunden sind. Diese Filme können nicht für ein Laminieren mittels Thermo-Verbinden, also Verbinden in der Wärme, verwendet werden, und sie weisen auf den (Außen-)Häuten monolithische Lagen ohne geeigneten Schutz auf, was die Gefahr von Fehlstellen erhöhen dürfte. Es handelt sich um eine Struktur mit teurer Herstellung, da sie monolithische Materialien enthält. US-Patent Nr. 6,187,696 von Lim et al. (E. I. du Pont de Nemours and Company-Wilmington, DE) erörtert ein dampfdurchlässiges, im Wesentlichen flüssigkeitsundurchlässiges, lagen-, blatt- bzw. bahnförmiges Verbundmaterial, das ein fibröses Substrat und eine Feuchtigkeitsdampfdurchlässige thermoplastische Filmlage umfasst. Der Feuchtigkeitsdampf-durchlässige Film ist vorzugsweise aus wenigstens ungefähr 50 Gew.-% Polymer, ausgewählt aus der Gruppe von Block-Copolyether-Estern, Block-Copolyether-Amiden, Polyurethanen, Polyvinylalkohol und Kombinationen daraus. Eine weitere Variante dieses Konzepts ist ein mikroporöser Film, der mit einem monolithischen Film als Sperre laminiert wird, wie dies im US-Patent NR. 5,938,648 von LaVon et al. (Procter & Gamble Co, Cincinnati, OH) beschrieben ist. US-Patent Nr. 5,938,648 bezieht auch die Verwendung teurer monolithischer Materialien ein, die sowohl als eine Sperre als auch gleichzeitig als eine atmungsaktive Lage oder Schicht wirken.
EP 1 034 075 B1 von Boich (Coronor Composites GmbH) erörtert eine/n (Plastik)-Folie bzw. -Film, von der/dem angenommen wird, dass sie/er wasserdicht und durchlässig für Wasserdampf ist. Die (Plastik-)Folie umfasst wenigstens drei Filmschichten, die permanent miteinander verbunden sein sollen. Eine erste Filmschicht/-lage umfasst einen Plast, der es ermöglicht, Wasserdampf auf chemischen Bahnen durch Absorption/Desorption zu transportieren. Die zweite und dritte Filmschicht/-lage sind mit mineralischen Additiven versehen, durch die nach dem Strecken Kapillaren an den Phasenübergangsgrenzen zwischen Plasten und mineralischen Additiven und/oder über den gesamten Querschnitt des Plastikfilms eingeführt werden. Die Kapillaren erstrecken sich über die zweite Filmlage und ermöglichen den Transport von Wasserdampf auf physikalischen Bahnen. Die Lage, die den Wasserdampf auf chemischen Wegen transportiert, kann Polyurethan, Polyether-Blockamid, ein Copolyamid, ein Polyesterderivat, Polyester, ein Copolyester oder Mischungen dieser Materialien umfassen, wodurch diese Filmschicht/-lage absolut wasserdicht ist. EP 1 034 075 B1 offenbart nicht die Einbeziehung eines Klebemittels in der ersten Filmschicht und auch nicht, dass solch ein Klebemittel in dem mehrlagigen Film enthalten sein kann. Das Patent offenbart, dass die erste Filmschicht eine Stärke von 2 bis 20 μm und die zweite Filmschicht eine Stärke von 1 bis 10 μm aufweisen.
Der Plastikfilm nach Boich EP 1 034 075 B1 ist sehr ähnlich dem Mehrlagenfilm, wie er nachfolgend als Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist. Jener Mehrlagenfilm litt unter dem Delaminieren nach Kontakt mit einem Alkohol, und in Anbetracht der Ähnlichkeit zwischen dem Vergleichsbeispiel 1 und Boich sei darauf hingewiesen, dass der Plastikfilm nach Boich in gleicher Weise nach Kontakt mit einem Alkohol einer Delaminierung unterliegen würde. Boich beschreibt keinen mehrlagigen Film, der für eine wirkungsvolle Sperre gegen Desinfektionsmittel auf Basis von Alkohol sorgt.
US-Patent Nr. 5, 164, 258 von Shida et al. erörtert eine mehrlagige Struktur, die eine Kernschicht eines hygroskopischen Sperrmaterials und innere und äußere Oberflächenschichten aufweist, die dazu bestimmt sind, das Entweichen von Feuchtigkeit zu erleichtern, die in der Kernschicht während einer Retorten Sterilisierung absorbiert wird. Die inneren und äußeren Oberflächenschichten schließen ein Polyolefin-Material ein, das entweder geschäumt oder mit einem Füllstoff verbunden ist, um eine wesentliche Steigerung in der Wasserdampf-Durchlassrate des Polyolefins zu bewirken. Zwischen der Kernschicht und den inneren und äußeren Schichten sind Klebeschichten vorhanden. Jede der inneren und äußeren Schichten kann eine oder mehrere individuelle Filmschichten einschließen, was von den Erfordernissen der spezifischen Verpackungsanwendung abhängt.
Die US-Veröffentlichung Nr. 20080131676 von Becke et al (Pliant Corporation) erörtert mehrlagige, mikroporäse atmungsaktive Sperrfilme und Gegenstände wie Laminate und Bekleidung, die aus solchen Filmen oder Folien hergestellt sind. Die Filme können eine oder mehrere Schichten Polymere ohne Füllstoffe in Kombination mit wenigstens zwei oder mehr mikroporösen atmungsaktiven Schichten enthalten. Die innere/n Sperrschicht/en wird/werden in dem Film angeordnet, um die Strömung von Flüssigkeiten, von Flüssigkeit getragenen Pathogenen und anderen Mikroorganismen zumindest zu erschweren, die von einer Flüssigkeitsbelastung/-probe getragen werden können. Typische Materialien für diese Sperrschichten, schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), Ethylen-Vinylacetat (EVA), Ethylmethacrylat (EMA), Polypropylen (PP), Copolymere aus PP, Copolymere aus Polytheylen (PE) und PP, Derivate davon und Kombinationen davon ein. Eine Vielfalt an Additiven kann den Sperrschichten hinzugefügt werden, um für zusätzliche Eigenschaften wie antimikrobielle Effekte, Geruchslenkung und statischen Zerfall zu sorgen.
Mikroporöse Filme sind weitere übliche atmungsaktive Filme. Diese Filme bieten herausragende Atmungsaktivität, aber sie sorgen nicht für eine Sperre gegen Mikroorganismen und einige Flüssigkeiten abhängig von der Porengröße und den Beanspruchungsbedingungen. Im Stand der Technik sind ferner mehrlagige mikroporöse Filme bekannt. US 5,955,187 von McCormack (Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah, WI) erörtert eine selbstregulierende atmungsaktive mikroporöse Filmschicht, die eine mit Leerstellen oder Blasen versehene Polymermatrix und eine Mehrzahl feiner, im Wasser quellfähiger Füllstoffpartikel einschließt, die in den Blasen angeordnet sind. Mehrlagige mikroporöse Filme mit einer mikroporösen gefüllten Kernschicht und Hautschichten (Außenschichten) werden im US-Patent Nr. 6,075,179 von McCormack et al. (Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah, WI) und in US 6,682,803 (Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah, WI). erörtert. Dieses Haut-/Kern-Konzept erschwert bzw. verhindert den Durchgang von Viren und anderen Belastungsmaterialien nicht, da sie in der Lage sind, sich durch die Bruchstellen in der sich ergebenden äußeren Hautschicht des Films hindurch zu bewegen.
Weitere Verfahren der Herstellung mikroporöser Filme schließen die Phasentrennung verschiedener Polymere ein und hinterlassen Leerstellen und Bereiche niedriger Kristallinität als Wege für die Atmungsaktivität. Diese Pfadstrukturen verhindern nicht den Durchgang von Viren oder anderen Belastungsmaterialien, da sie in der Lage sind, sich durch die Leerstellen und amorphen Bereiche in dem Film hindurch zu bewegen. Diese Verfahren sind beschrieben u. a. in US-Patent Nr. 4,539,256 von Shipman, US-Patent Nr. 5,260,360 von Mrozinski, US-Patent Nr. 5,690,949 von Weimer et al., US-Patent Nr. 5,738,111 von Weimer et al. (sämtliche fünf übertragen an die Minnesota Mining and Manufacturing Co., St. Paul, MN) und US-Patent Nr. 5,938,874 von Palomo et al. (Allegiance Corporation, McGaw Park, IL).
US 5,935,370 von Weimer (3M) erörtert ein mikroporöses Membranmaterial umfassend (1) ein thermoplastisches Polymer oder Polytetrafluorethylen und (2) eine wasser- und ölabweisende fluorchemische Verbindung, die bei besagter Membran für oleophobe Eigenschaften, hydrophobe Eigenschaften und virale Sperreigenschaften sorgt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die gegenwärtig beschriebene Technologie bezieht sich im Allgemeinen auf mehrlagige atmungsaktive Filme, die für eine Sperre gegen Alkohol und/oder Viren sorgen, und auf Gegenstände wie Laminate bzw. Schichtstoffe und Kleidung, jeweils aus solchen Filmen hergestellt. Die durch die vorliegend beschriebene Technologie erzeugten Filme können eine oder mehrere innere Sperrschichten aus hygroskopischem Polymer, angeordnet zwischen zwei oder mehreren mikroporösen atmungsaktiven Lagen oder Schichten, enthalten. Vorzugsweise ist das hygroskopische Polymer ein Polymer wie ε-Caprolacton, ein Polyether-Blockamid, ein Polyester, ein Polyamid, ein Derivat davon oder eine Kombination daraus. Die innere Sperrschicht sorgt für eine Sperre, die es wirkungsvoll ermöglichen kann, Feuchtigskeitsdampf, nicht aber Viren oder andere Pathogene, hindurchtreten zu lassen, und sie sorgt ebenfalls für eine Sperre gegen ein Penetrieren von Desinfektionsmitteln auf Alkoholbasis. Die vorliegenden mehrlagigen Filme, wie sie mittels der gegenwärtig beschriebenen Technologie erzeugt werden, enthalten vorzugsweise eine oder mehrere innere monolithische Virus- und Alkohol-Sperrschichten, die ein hygroskopisches Polymer und ein Klebemittel umfassen, sowie mindestens zwei äußere mikroporöse atmungsaktive Polymerlagen.
Es wurde herausgefunden, dass ein Klebemittel in dem Harz zum Bereiten der inneren Sperrschicht und/oder der mikroporösen Schichten in Kontakt mit der inneren Sperrschicht enthalten sein kann und dass der Einschluss eines solchen Klebemittels einen mehrlagigen Film herstellbar macht, der resistenter gegen Delaminieren ist, und zwar einschließlich des In-Kontakt-Tretens mit Isopropylalkohol, und der große Hohlräume zwischen der Sperrlage und den mikroporösen Lagen vermeidet. Damit umfasst/umfassen bei den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Technologie eine oder mehrere der mindestens einen inneren Sperrschicht und die mikroporösen Schichten ein Klebemittel, das das gleiche Klebemittel oder verschiedene Klebemittel oder eine Kombination von Klebemitteln sein kann. Weitere Schichten können ebenfalls Klebemittel enthalten. Vorzugsweise können sowohl die innere Sperrschicht als auch die mikroporösen Schichten, die sich in Kontakt mit der Sperrschicht befinden, ein Klebemittel umfassen. Es ist aber vorteilhaft, ein Klebemittel in dem Harz zur Bereitung der inneren Sperrschicht und/oder der mikroporösen Schichten einzuschließen, als dass man eine Klebemittelschicht zwischen der inneren Sperrschicht und den mikroporösen Schichten vorsieht, weil eine Klebemittelschicht in Konflikt mit der Atmungsaktivität des mehrlagigen Films treten oder diese verringern könnte.
Als ein Aspekt der vorliegenden Technologie ist ein mehrlagiger atmungsaktiver Sperrfilm vorgesehen. Der Sperrfilm umfasst wenigstens eine innere Sperrschicht. Diese innere Sperrschicht ist für Feuchtigkeit durchlässig und umfasst ein hygroskopisches Polymer. Die/der mehrlagige Folie/Film umfasst ebenfalls wenigstens zwei mikroporöse Schichten oder Lagen. Diese mikroporösen Schichten können die gleichen oder auch verschieden voneinander sein. Die innere Sperrschicht ist zwischen den mikroporösen Schichten angeordnet und sorgt für eine Sperre gegen Alkohol und/oder Viren. Eine oder mehrere der inneren Sperrschicht(en) und der mikroporösen Schichten umfasst/en ein Klebemittel.
Als weiterer Aspekt der vorliegenden Technologie ist ein mehrlagiger atmungsaktiver Alkohol- und Virus-Sperrfilm mit mindestens drei Schichten, wahlweise mindestens fünf Schichten vorgesehen. Der mehrlagige Film umfasst wenigstens eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht, die für Feuchtigkeit durchlässig ist und ein hygroskopisches Polymer umfasst. Der mehrlagige Film umfasst ebenfalls mindestens zwei erste mikroporöse Schichten, die wenigstens eine erste Polymerverbindung umfassen. Die innere/n Virus-Sperrschicht/en ist/sind zwischen den ersten mikroporösen Schichten angeordnet. Der mehrlagige Film umfasst ebenfalls mindestens zwei zweite mikroporöse Schichten, die wenigstens eine zweite Polymerverbindung umfassen. Die ersten und zweiten Polymerverbindungen können das gleiche Polymer oder verschiedene Polymere aufweisen und/oder verschiedene Komponenten oder Verhältnisse an Komponenten einschließen. Bevorzugt sind die ersten und zweiten Polymerverbindungen Polyolefin-Verbindungen. Jede der zweiten mikroporösen Schichten ist an einer Oberfläche einer der ersten mikroporösen Schichten gegenüber der inneren Virus-Sperrschicht angeordnet. In diesem mehrlagigen Film umfasst/umfassen eine oder mehrere der inneren Schicht en und die ersten mikroporösen Schichten ein Kleb-, Befestigungs- bzw. Haftmittel.
Als weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Technologie ist ein mehrlagiger atmungsaktiver Virus- und Alkohol-Sperrfilm vorgesehen. Der mehrlagige Film umfasst wenigstens eine innere Virus- und Alkohol-Sperrschicht. Diese innere Schicht ist feuchtigkeitsdurchlässig und umfasst ein hygroskopisches Polymer. Der mehrlagige Film umfasst ebenfalls mindestens zwei mikroporöse Schichten, die gleich oder voneinander verschieden sein können. Die innere Virus-Sperrschicht ist zwischen den mikroporösen Schichten angeordnet. Der mehrlagige atmungsaktive Virus- und Alkohol-Sperrfilm hat eine Alkoholdurchlässigkeit von weniger als 10%, gemessen durch eine „Druck-Eindringung durch-ein-Gefüge (Gewebe, Materialstruktur oder -aufbau, Stoff)” (Englisch: Pressure Penetration Through a Fabric [PPT])-Prüfung.
Als noch weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Technologie ist ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen atmungsaktiven Alkohol- und Virus-Sperrfilms vorgesehen, der mindestens eine innere Schicht aufweist, die flüssigkeitsdurchlässig ist und für eine Alkohol- und Virus-Sperre sorgt. Das Verfahren umfasst ein Extrudieren von zwei oder mehr zu extrudierenden Materialien, um eine mehrlagige Struktur zu bilden, die mindestens eine innere Schicht und mindestens zwei Polymerschichten aufweist. Die innere/n Schicht/en ist/sind zwischen den Polymerschichten angeordnet. Vorzugsweise sind die Polymerschichten Polyolefin-Schichten. Die innere Schicht umfasst ein hygroskopisches Polymer wie z. B. ein hygroskopisches Elastomer, einen Polyester, ein Polyamid, ein Polyether-Blockamid, Zellulosefasern, Nitrozellulosefasern, Derivate davon und Kombinationen daraus. Eine oder mehrere der inneren Schicht und der äußeren Schichten umfasst/umfassen ein Klebe-, Haft- bzw. Verbindungsmittel, das das gleiche Klebemittel oder verschiedene bzw. unterschiedliche Klebemittel sein kann. Weitere Schichten können ebenfalls Klebemittel einschließen. Das vorliegende Verfahren kann ebenfalls ein Strecken der mehrlagigen Struktur umfassen, um so Mikroporen in den äußeren Polymerschichten auszubilden. Die mehrlagige Struktur wird in Maschinenrichtung oder der Querrichtung oder einer abweichenden Weise gestreckt, um so Poren in den äußeren Schichten zu öffnen, oder in weiteren Polymerschichten zwischen den äußeren Schichten und den inneren Schichten, aber ohne Poren oder Bruchstellen in der inneren Sperrschicht zu beschädigen oder zu schaffen. Die Alkohol- und Virus-Sperrschicht, die ein hygroskopisches Polymer umfasst, sollte so vorgesehen sein, dass sie gestreckt werden kann, ohne Öffnungen oder Poren hervorzubririgen. Die Sperrschicht kann im Wesentlichen frei von Füllstoff oder -masse sein, oder es kann Füllstoff in der Sperrschicht eingeschlossen sein, solange der Prozess des Streckens/der Ausrichtung keine Mikroporen in der Sperrschicht hervorruft. Das vorliegende Verfahren kann ebenfalls den Schritt des Bereitens eines Alkohol- und Virus-Sperrschichtharzes als eines der zu extrudierenden Materialien umfassen, indem das hygroskopische Polymer und das Klebemittel vor dem Extrudieren gemischt werden. Das vorliegende Verfahren kann auch den Schritt des Bereitens eines gefüllten Polyolefinschicht-Harzes als eines der zu extrudierenden Materialien umfassen, indem ein Polyolefin, ein Füllstoff und das Klebemittel vor dem Extrudieren gemischt werden.
Bei verschiedenen Aspekten und Ausführungsformen der vorliegenden Technologie umfasst die innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht eine Mischung eines hygroskopischen Polymers und eines Klebemittels. In einigen Ausführungsformen umfasst die innere Sperrschicht und jede der mikroporösen Schichten, die sich in Kontakt mit der inneren Sperrschicht befinden, das Klebemittel- oder Haftmittel, worin das gleiche oder verschiedene Haftmittel in jeder der Sperrschicht und der mikroporösen Schichten vorgesehen ist/sind. Die innere Sperrschicht ist monolithisch oder im Wesentlichen frei von Poren oder Rissen. Vorzugsweise ist die innere Sperrschicht über den mehrlagigen (ganzen) Film hinweg kontinuierlich.
Die vorliegenden mehrlagigen Filme haben eine innere Virus-Sperrscicht, beispielsweise kann eine für einen akzeptablen Grad an Atmungsaktivität sorgende monolithische hygroskopische Schicht erzielt werden, während eine Virussperre aufrecht erhalten wird. Weiter sorgt die innere Schicht für eine Sperre gegen Alkoholdurchdringung, und zwar einschließlich der Durchdringung durch Alkohol auf der Basis von Desinfektionsmitteln, die in üblicher Weise auf medizinischem Gebiet verwendet werden. Die Filmstruktur der gegenwärtig beschriebenen Technologie kann diese Ziele bei viel niedrigerer Sperrschicht-Stärke als in anderen Filmen erzielen, die im Stand der Technik erwähnt werden, und bei Kosten, die für Einweg-Verwendungszwecke geeignet sind. Beispielsweise kann, wenn eine monolithische innere Schicht, die ein hygroskopisches Polymer umfasst, entsprechend der gegenwärtig beschriebenen Technologie verwendet wird, ein akzeptabler Grad an Atmungsaktivität erreicht werden, indem die innere Schicht verdünnt wird, während eine Virus- und Alkoholsperre aufrecht erhalten wird.
Bei einigen Ausführungsformen sorgt die gegenwärtige Technologie für einen atmungsaktiven Plastikfilm, der wenigstens drei Schichten, wahlweise wenigstens fünf Schichten umfasst, wobei wenigstens eine innere Sperrschicht ein hygroskopisches Polymer und ein Klebemittel umfasst, und wobei wenigstens zwei äußere Oberflächenschichten mikroporöse Polyolefin-Zusammensetzungen umfassen. Die mikroporösen Polyolefin-Zusammensetzungen/-Verbindungen der wenigstens zwei äußeren Oberflächenschichten können die gleichen oder voneinander verschieden sein.
Die Alkoholdurchdringung kann als der Prozentsatz des Oberflächenbereiches des Lösch- oder Zwischenlagepapier mit roten Blots gemessen werden, nachdem ein mehrlagiger Film in dem Druck-Durchdringung durch eine Materialstruktur (PPT)-Test, wie nachstehend beschrieben, getestet worden ist. In einigen Ausführungsformen sind die mehrlagigen Filme im Wesentlichen undurchlässig für entweder Wasser, Methylalkohol, Ethylalkohol, Blut, Blutfette und Öle, Speichel und/oder Desinfektionsmittel, die oberflächenaktive Stoffe enthalten. In einigen Ausführungsformen weisen die mehrlagigen Filme ein Isopropylalkohol – Durchdringungsvermögen von weniger als 10%, wahlweise weniger als 5%, wahlweise weniger als 2% auf. In einigen Ausführungsformen sind die mehrlagigen Filme im Wesentlichen undurchlässig für Alkohol, im Wesentlichen Isopropylalkohol.
Vorzugsweise weisen die gegenwärtigen mehrlagigen Filme ein Grundgewicht von ungefähr 10 g/m² bis zu ungefähr 150 g/m², wahlweise von ungefähr 15 g/m² bis zu ungefähr 50 g/m² auf. Die gegenwärtigen mehrlagigen atmungsaktiven Filme können eine Atmungsaktivität von mindestens ungefähr 300 g/m²/Tag, wahlweise mindestens ungefähr 700 g/m²/Tag, mindestens etwa von ungefähr 1000 g/m²/Tag oder mindestens etwa von ungefähr 1500 g/m²/Tag aufweisen. Beispielsweise kann die Atmungsaktivität sich von ungefähr 1500 g/m²/Tag bis ungefähr 20000 g/m²/Tag, wahlweise von ungefähr 1000 g/m²/Tag (GSM/Tag) bis ungefähr 12000 GSM/Tag bewegen. Noch bevorzugter kann der Film eine Sperrentesten wie ASTM F-1670 passieren bzw. absolvieren, was den Durchtritt von künstlichen Blutlösungen, Viren, Bakterien und Fluiden verhindert bzw. erschwert, und/oder ein Testen gemäß ASTM F-1671 durchlaufen.
Nach einem anderen Aspekt sorgt die gegenwärtig beschriebene Technologie für einen Gegenstand oder eine Bekleidung, hergestellt unter Verwendung eines atmungsaktiven Kunststofffilms umfassend mindestens drei Schichten, wobei wenigstens eine innere Sperrschicht, die ein hygroskopisches Polymer und ein Klebemittel enthält, und wenigstens zwei äußere Oberflächenschichten vorgesehen sind, die mikroporöse Polymer-Zusammensetzungen umfassen.
Nach noch einem weiteren Gesichtspunkt sorgt die gegenwärtig beschriebene Technologie für ein Laminat, das einen atmungsaktiven Kunststofffilm umfasst, der weiterhin wenigstens drei Schichten, wahlweise wenigstens fünf Schichten, mit wenigstens einer inneren Sperrschicht, hergestellt aus einem hygroskopischen Polymer und einem Klebemittel, und wenigstens zwei äußere Oberflächenschichten, hergestellt aus mikroporösen Polyolefin-Zusammensetzungen, und ein Materialgefüge oder nicht-gewebtes Material enthält, das mit wenigstens einer Seite des Films verbunden/verklebt ist. Vorzugsweise kann das Laminat der gegenwärtigen Technologie ein Virussperre-Testen wie ASTM F-1670 oder ein ASTM F-1671-Testen absolvieren. Noch vorteilhafter weist das Laminat der gegenwärtigen Technologie eine Atmungsfähigkeit bzw. -aktivität von wenigstens 1000 g/m²/Tag auf.
Nach einem noch weiteren Gesichtspunkt sorgt die gegenwärtig beschriebene Technologie für ein Laminat mit wenigstens einer Schicht nicht-gewebten Materials, das an wenigstens zwei oder mehrere Schichten des atmungsaktiven Sperrfilms der gegenwärtigen Technologie gebunden bzw. geklebt ist. Vorzugsweise kann das resultierende Laminat ein ASTM F-1670- oder ein ASTM F-1671-Testen absolvieren. Noch vorteilhafter weist das Laminat einen Grad der Wasserdampf-Durchlässigkeit (WVTR) von wenigstens 1000 g/m²/ Tag auf, wenn beispielsweise mittels eines MOCON PERMATRAN-W^®-Modell 100K-Testgeräts gemessen wird.
Nach noch einem weiteren Aspekt sorgt die gegenwärtig beschriebene Technologie für einen Gegenstand oder ein Erzeugnis zum Sperren flüssigkeitsgetragener Pathogene und zum Transportieren von Feuchtigkeitsdampf durch Verwendung des Films oder Laminats der gegenwärtigen Technologie.
KURZE BESCHREIBUNG VERSCHIEDENER ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1A bis 1D zeigen Fotografien des Löschpapiers von mehrlagigen Filmen, die einem Isopropylalkohol-Durchdringungstest unterworfen wurden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die gegenwärtig beschriebene Technologie bezieht sich im Allgemeinen auf einen mehrlagigen Film (wie z. B. einen co-extrudierten Film), der wenigstens zwei Lagen oder Schichten mikroporöser Polymere mit einer oder mehreren inneren Sperrschichten hygroskopischer Polymere wie z. B. hygroskopischer Elastomere, Polyether-Blockamide, Polyester-Elastomere und anderer Polyester, Polyamide, Zellulose, Derivate davon oder Kombinationen daraus umfasst. Vorzugswiese sind die mikroporösen Polymere gefüllt, noch bevorzugter bei einem hohen oder signifikanten (von ungefähr 30% bis zu ungefähr 80%) Gewichtsniveau, und die hygroskopischen Polymere für die inneren Alkohol- und Virus-Sperrschichten sind ungefüllt oder im Wesentlichen ungefüllt, oder es kann Füllstoff in die Kernschicht oder -lage eingeschlossen sein, solange wie der Streck-/Orientierungsprozess keine Mikroporen in der Kernschicht verursacht.
Verglichen mit den im Stand der Technik existierenden atmungsaktiven Filmen weisen verschiedene Ausführungsformen des mehrlagigen Films der gegenwärtig beschriebenen Technologie einen oder mehrere der folgenden Vorteile auf: (a) Es wird eine viel dünnere monolithische Sperrschicht als bei anderen Filmen, wie sie im Stand der Technik erwähnt sind, eingehalten; (b) es wird eine viel dünnere monolithische innere Sperrschicht als bei anderen Filmen, die im Stand der Technik erwähnt sind, nach dem Strecken der extrudierten mehrlagigen Struktur zum Öffnen von Mikroporen erhalten; (c) die monolithische Sperrschicht wird durch die äußere mikroporöse Schicht geschützt und reduziert die Gefahr der Fehlstellenbildung, was durch Fremdmaterial entsteht; sie lässt sich mit Fasergefüge durch ein Wärme-Verbindungsverfahren laminieren; (d) es besteht eine günstigere Kostensituation gegenüber hydrophilen monolithischen Thermoplasten; (e) nach Kontakt mit Alkohol tritt in keinerlei signifikantem Maß ein Delaminieren auf; (f) es ist ein Feuchtigkeitsdampf-Durchtritt durch eine atmungsaktive Sperre, wie sie in vielfältigen Anwendungen geeignet ist, möglich; und (g) es kann eine Widerstandsfähigkeit gegen den Durchtritt von Viren und anderen mikrobiellen belastenden Materialien erzielt werden.
Entsprechend mindestens einer Ausführungsform umfassen die mehrlagigen Filme der gegenwärtig beschriebenen Technologie mindestens zwei Schichten gefüllter Polymere und mindestens eine innere Schicht eines hygroskopischen Polymers. Die zu extrudierenden Materialien, die zur Herstellung der Filme verwendet werden, werden co-extrudiert und dann zum Öffnen von Mikroporen in gefüllten Schichten zwischen den Polymeren und den nicht-streckbaren Füllmaterialien gestreckt. Die Vorstufenfilme können durch Strecken in Maschinenrichtung, Strecken quer zur Maschine oder Strecken auf ineinander greifenden Walzen gestreckt werden. Bei Strecken in Maschinenrichtung wird der Vorprodukt-Film in Maschinenrichtung über einer Reihe beheizter Walzen gestreckt, die mit zunehmenden Geschwindigkeiten laufen, um den Film in der Maschinenrichtung zu strecken. Diese Schichtkonstruktion ermöglicht, wenn das Strecken erfolgt ist, eine Atmungsaktivität für Feuchtigkeitsdampf, während für Fluide wie Wasser, Blut und anderen Körperfluide eine Sperre aufrechterhalten wird. Während eine Maschinenrichtung-Ausrichtung, wie sie beschrieben wurde, ein bevorzugtes Richtverfahren ist, können natürlich auch andere Verfahren des Filmstreckens und der Richtungsbestimmung verwendet werden, um ein gleiches Ergebnis zu erlangen. Diese Verfahren schließen – aber ohne Beschränkung darauf – eine biaxiale Ausrichtung, eine Querrichtung-Ausrichtung und ein inkrementales Strecken über ineinander eingreifende Getriebe, und zwar entweder mono- oder biaxial, ein.
Entsprechend wenigstens einer Ausführungsform umfasst der mehrlagige Film der gegenwärtig beschriebenen Technologie mindestens zwei atmungsaktive Schichten an Polymeren, die anorganische oder organische Füllstoffe enthalten. Die atmungsaktiven Schichten können von Polymeren wie Polyolefin, Styrol-Copolymer, Vinylacetat-Copolymeren, Ethylmethacrylat-(EMA)-Polymeren, Polypropylen (PP), Copolymeren von PP, Copolymeren von Polyethylen (PE) und PP, Derivaten davon, und weiteren zubereitet werden. Das Polyolefin kann Polyethylen, wie z. B. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) oder Polyethylen ultraniedriger Dichte (ULDPE) oder Polypropylen, ein Copolymer (wie z. B. ein Copolymer aus Ethylen, Propylen und/oder einem anderen Alpha-Olefin) oder eine Mischung von Polyolefinen sein.
Der Füllstoff kann einheitlich in der Polymermatrix verteilt werden, und er kann in Mengen zugesetzt werden, die von ungefähr 20 Gew.-% bis ungefähr 75 Gew.-%, wahlweise Von ca. 45 Gew.-% bis ungefähr 70 Gew.-% reichen. Der Füllstoff kann eine mittlere Partikelgröße von ungefähr 0,1 Mikron bis ungefähr 15 Mikron aufweisen. Der Füllstoff kann beispielsweise Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Talkum, Siliziumoxid, Ton, Glaskugeln oder andere anorganische Partikel, organische Füllstoffe, organische Bereiche (z. B. Polyamide, Polyacrylate, Styrole, Polystyrole und dergleichen), Derivate davon oder eine Kombination daraus umfassen. Diese atmungsaktiven Schichten können bevorzugt von ungefähr 60% bis ungefähr 99,9%, wahlweise von ungefähr 70% bis ungefähr 99,5%, und noch weiter wahlweise von ungefähr 80% bis ungefähr 99% der Gesamtstärke des mehrlagigen Films ausmachen.
Die mehrlagigen atmungsaktiven Schichten der gegenwärtigen Technologie können sich voneinander in Stärke, Atmungsaktivität, Porengröße und thermoplastischer Zusammensetzung unterscheiden. Beispielsweise kann, wenn der Film in einer Verbundanordnung verwendet wird, ein unterschiedlicher Thermoplast in den beiden äußeren Filmhaut-Schichten verwendet werden, um die Adhäsion auf einer oder mehreren Seiten zu erhöhen. Die Art des gewünschten Thermoplastes für eine spezifische Verwendung kann beispielsweise von der verwendeten Laminiertechnologie ebenso wie von Verfahrensfaktoren abhängen. Die Stärke jeder Schicht kann von ungefähr 1% bis ungefähr 99,5% der gesamten Filmstärke, gemessen nach dem Stärke-Prozentsatz, reichen. Beispielsweise können atmungsaktive Schichten A, C, D und/oder E von ungefähr 20 bis ungefähr 50% der Gesamtstärke des mehrschichtigen Films reichen. In einigen Ausführungsformen der gegenwärtigen mehrlagigen Filme hat die innere Sperrschicht eine Stärke von weniger als 35 Mikron, wahlweise weniger als 10 Mikron, wahlweise weniger als 5 Mikron, wahlweise weniger als 3 Mikron, wahlweise weniger als 2 Mikron, wahlweise weniger als 1 Mikron.
Weiter werden die Atmungsaktivität, die Porengröße und die Menge der Poren durch die verwendete Technologie zum Strecken des Films ebenso wie die spezifische Rezeptur der atmungsaktiven Schicht beeinflusst. Für Verfahrenserfordernisse und für das Einbeziehen zusätzlicher Eigenschaften wie, ohne dass eine Beschränkung hierauf besteht, Pigmentierung, Antioxidation, antimikrobielle Wirkungen, Duftkontrolle und statische Zersetzung, können Additive hingefügt werden. Die Wahl der Pigmente von verschiedenen Lieferanten kann Auswirkungen auf den Extrusionsprozess haben.
Zusätzlich zu den atmungsaktiven Schichten umfassen die mehrlagigen Filme der gegenwärtigen Technologie ebenfalls mindestens eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht. Die innere Schicht sorgt für eine Sperre gegen das Ein- bzw. Durchdringen von Viren und Alkohol. Eine typische Extrusionstechnologie verwendet eine Anker-, Binde- oder Ausgleichsschicht, um unterschiedliche Schichten zu kombinieren. Die gegenwärtige Technologie mischt einen Kleb- oder Bindestoff in einer oder mehreren der benachbarten ungleichen Schichten, und durch diese Maßnahme wird, und zwar in Verbindung mit einer kontinuierlichen nicht-atmungsaktiven Bindeschicht, ein Verlust an Permeabilität vermieden. Die innere Sperrschicht kann ein hygroskopisches Polymer umfassen, und sie kann ebenfalls ein Klebe- bzw. Haftmittel umfassen. Die innere Sperrschicht umfasst ein hygroskopisches Polymer, nachdem es aus einem hygroskopischen Polymerharz oder aus einer Kombination von Harzen wie beispielsweise einer Mischung des hygroskopischen Polymers und eines oder mehrerer Klebemittel hergestellt ist. Die innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht kann von ungefähr 0,5% bis ungefähr 30% der Stärke des Films, wahlweise von ungefähr 1% bis ungefähr 20% der Gesamtstärke, wahlweise von ungefähr 2% bis ungefähr 10%, gemessen durch bzw. als Stärke – Prozentsatz, betragen. Die prozentuale Stärke kann aus bzw. von einer einzelnen Schicht oder der Summe getrennter Sperrschichten innerhalb des Films zusammengesetzt bzw. bestimmt sein. Die gegenwärtigen Filme können eine oder mehrere der inneren Alkohol- und Virus-Sperrschichten umfassen, entweder benachbart zu- bzw. zusammenhängend miteinander oder mit dazwischen liegenden mikroporösen Schichten. Vorzugsweise ist/sind die innere/n Sperrschicht/en monolithisch, und sie enthalten keine Füllstoffe, die Stellen zur Entwicklung von Mikroporen schaffen, obwohl für andere Zwecke oder Eigenschaften geeignete Additive verwendet werden können.
Geeignete Materialien für die gegenwärtigen inneren Alkohol- und Virus-Sperrschichten schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, hygroskopische Polymere wie z. B. ε-Caprolacton (verfügbar von Solvay Caprolactones), Polyether-Blockamide (verfügbar von Arkema PEBAX), Polyester – Elastomer (wie z. B. Dupont Hytrel oder DSM Arnitel) und andere Polyester, Polyamide, Zellulosen (zum Beispiel Zellulosefasern), Nitrozellulosen (zum Beispiel Nitrozellulosefasern), Derivate davon und Kombinationen daraus ein. Ebenfalls kommen als Materialien für die innere Sperrschicht Ionomere wie z. B. Ehtylenionomere in Betracht. Mit Fettsäuresalz modifizierte Ionomere werden in Chen, „Development of New Ionomers With Novel Gas Permeation Properties" ("Entwicklung neuer Ionomere mit neuen Eigenschaften der Gaspermeation"), Journal of Plastic Film and Sheeting, Vol. 23, Nr. 2, 119–132 (2007) beschrieben. Ionomere, die mit Natrium-, Magnesium- und/oder Kalium-Fettsäuresalzen modifiziert sind, können gewünschte Wasserdampf-Durchgangseigenschaften schaffen. Bei einigen Ausführungsformen wird die Sperrschicht aus der Gruppe ausgewählt, die aus hygroskopischen Elastomeren, Polyestern, Polyamiden, Polyetherester-Copolymeren (z. B. ein Block-Polyetherester-Copolymer), Polyetheramid-Copolymeren (z. B. ein Block-Polyetheramid-Copolymer), Polyurethanen, Polyurethan-Copolymeren, Poly(etherimid)ester-Copolymeren, Polyvinylalkoholen, Ionomeren, Zellulosen, Nitrozellulosen, Derivaten davon und Kombinationen daraus besteht. Bevorzugte Copolyetherester-Blockcopolymere sind segmentierte Elastomere, die weiche Polyethersegmente und harte Polyestersegmente aufweisen, wie dies in US-Patent Nr. 4,739,012 offenbart ist. Geeignete Copolyetherester-Blockcopolymere werden von Dupont unter dem Namen Hytrel^® verkauft. Geeignete Copolyetheramidpolymere sind Copoylamide, die unter dem Namen Pebax^® von Atochem Inc., Glen Rock, N. J., USA, verfügbar sind. Geeignete Polyurethane sind thermoplastische Urethane, verfügbar unter dem Namen Estane^® von der B. F. Goodrich Company, Cleveland, Ohio, USA. Geeignete Copoly(etherimid)ester sind im US-Patent Nr. 4,868,062 beschrieben. Die innere Sperrschicht kann ein thermoplastisches Harz einschließen oder damit gemischt sein. Geeignete thermoplastische Harze zum Erzeugen dieser Filme schließen Polyolefine, Polyester, Polyetherester, Polyamide, Polyetheramide und Urethane ein. Beispiele geeigneter thermoplastischer Polymere schließen, lediglich zum Zweck der Erläuterung bzw. Veranschaulichung erwähnt, solche Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen, Poly(1-buten), Poly(2-buten), Poly(1-penten), Poly(2-penten), Poly(3-methyl-1-penten), Poly(4-methyl-1-penten), 1,2-Poly-1,3-butadien, 1,4-Poly-1,3-butadien, Polyisopren, Polychloropren, Polyacrylnitril, Poly(vinylacetat), Poly(vinylidenchlorid), Polystryrol und dergleichen, solche Polyetherester wie Poly(oxyethylene)-poly(butylenterephthalat), Poly(oxytetramethylen)-poly(ethylenterephthalat) und dergleichen; und solche Polyamide wie Poly(6-aminocapronsäure) oder Poly(caprolactam), Poly(hexamethylenadipamid), Poly(hexamethylsebazamid), Poly(11-aminoundecansäure) und dergleichen ein. Bevorzugt ist das hygroskopische Polymer ein hygroskopisches Elastomer. Eine Vielfalt Additive kann den Sperrschichten zugesetzt werden, um für zusätzliche Eigenschaften wie antimikrobielle Wirkungen, Duftregelung und statische Zersetzung zu sorgen. Die innere/n Alkohol- und Virus-Sperrschicht/en ist/sind in dem Film platziert, um den Fluss von Flüssigkeiten, flüssigkeitsgetragenen Pathogenen, Viren und anderen Mikroorganismen zu behindern, die durch eine Flüssigkeitsbelastung oder -probe getragen werden können.
Die innere(n) Sperrschicht(en) und/oder die atmungsaktiven Schichten können ein oder mehrere Klebemittel zum Anheften/Kleben der inneren Virus-Sperrschichten an benachbarte Schichten zum Ausbilden eines mehrlagigen Films einschließen. Der Ausdruck „Klebemittel”, wie er in vorliegendem Zusammenhang verwendet wird, schließt irgendwelche Komponenten ein, die geeignet sind, um zwei oder mehrere Schichten oder Lagen haftend miteinander zu verbinden. Bevorzugte Klebemittel sind kompatibilisierende Klebe- oder Haftmittel, die die Kompatibilität der Schichten ebenso wie das Anhaften der Schichten aneinander erhöhen. Die Klebemittel können in dem Harz oder anderem zu extrudierendem Material vor dem Extrudieren des Harzes in die innere Sperrschicht eingeschlossen werden. Geeignete kompatibilisierende Klebemittel schließen Polyethylen/Acrylat-Copolymer, Ethylen/Metyhlacrylat-Copolymer, Säure-modifiziertes Acrylat, Anyhdrid-modifiziertes Acrylat, Ethylvinylacetat, Säure/Acrylat-modifiziertes Ethylenvinylacetat und Anhydridmodifiziertes Ethylenvinylacetat ein. Wenn entweder die atmungsaktive Schicht oder die Sperrschicht (aber nicht beide) ein Klebemittel enthält, ist es bevorzugt, dass das Klebemittel einen relativ hohen Acrylatgehalt aufweist, beispielsweise einen Methacrylatgehalt von mindestens ungefähr 20% oder mindestens ungefähr 25%. In einigen Ausführungsformen der gegenwärtigen mehrlagigen Filme kann die innere Sperrschicht aus Mischungen hergestellt werden, die bis zu 50 Gew.-% Klebemittel und 50 Gew.-% oder mehr an hygroskopischem Polymer umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen des gegenwärtigen Verfahrens kann das hygroskopische Polymer vor dem Extrudieren getrocknet werden. Es wurde herausgefunden, dass das Zuführen vorgetrockneten hygroskopischen Elastomers in kleinen Mengen an den Extruder wirkungsvoll war, und zwar um das Absorbieren von Feuchtigkeit zu vermeiden, eine Hydrolyse des hygroskopischen Elastomers zu verhindern und die Bildung dunkelblauer Gele und Löcher in der Bahn zu reduzieren oder zu eliminieren. In einigen Fällen höheren Streckungsverhältnisses führten Gele zu Löchern und sogar zum Brechen oder Reißen der Bahn.
Einzelne oder mehrlagige Sperrschichten können in den Film eingeschlossen werden und können in beliebiger Ordnung in den inneren Schichten der Filmstruktur angeordnet werden. Vorzugsweise sollen die Sperrschichten nicht an der äußeren Oberfläche des sich ergebenden Films platziert werden, um Fehlstellen/Löcher, die durch Fremdmaterial aufgrund des Mangels an geeignetem Schutz eingestanzt oder -gestoßen werden, zu vermeiden. Zum Zwecke höherer Wirksamkeit ist es bevorzugt, dass mehrfache Sperrschichten nicht innerhalb des Films nebeneinander platziert werden. Wenn mehrfache Sperrschichten verwendet werden, können sich die Sperrschichten in dem Film voneinander hinsichtlich Stärke und Typ des Thermoplasten unterscheiden.
Entsprechend wenigstens einer Ausführungsform der gegenwärtig beschriebenen Technologie enthält eine geeignete Struktur fünf Schichten bzw. Lagen, wobei sich eine Sperrschicht im Kern der Struktur und vier atmungsaktive Schichten (A-C oder C-A) in einer A-C-B-C-A-Struktur für den sich ergebenden Film befinden, worin sich A auf eine atmungsaktive Schicht, C auf eine unterschiedliche Art einer atmungsaktiven Schicht und B auf die Sperrschicht beziehen. Als ein Beispiel enthält die äußerste atmungsaktive Schicht (A und/oder C) Dow 5230 G LLDPE oder Dow PL1280 ULDPE oder Dow 5630 LLDPE und Calciumcarbonat mit zusätzlichen Antioxidantien, Farbstoffen und Prozesshilfsmitteln, die möglicherweise hinzugefügt werden. Weiter können verschiedene Gehalte an Calciumcarbonat ebenso wie andere Füllstoff-Materialien wie Bariumsulfat, Talkum, Glaskugeln und andere anorganische Partikel, Derivate davon oder eine Kombination daraus in den atmungsaktiven Schichten verwendet werden. Die innere Schicht (B) in diesem Beispiel enthält ein hygroskopisches Elastomer wie beispielsweise Dupont HYTREL PET und ein Klebemittel wie Dupont BYNEL 3101 20% EVA oder Dupont AC1820 Acrylat mit zusätzlichen Antioxidantien, Farbstoffen/-mitteln und Prozesshilfsmittel, die möglicherweise hinzugefügt werden. Die innere Schicht (b) enthält in diesem speziellen Beispiel ungefähr 50 Gew.-% Klebemittel und ungefähr 50 Gew.-% oder mehr an hygroskopischem Elastomeren. Anstelle eines Polyester-Elastomeren können auch andere hygroskopische Polymere wie ε-Caprolacton, Polyester-Blockamide, Polyester-Elastomere, Polyamide sowie Mischungen davon als innere Sperrschichten verwendet werden.
Die vorliegend beschriebene Technologie ist nicht auf eine spezifische Art der Filmstruktur beschränkt. Andere Filmstrukturen können gleiche oder ähnliche Ergebnisse wie die Fünf-Schichten-Struktur, die oben offenbart wurde, erbringen. Die Beschränkung auf Filmstrukturen ist eine Funktion der Betriebsmittelgestaltung und deren Leistungsvermögens, Beispielsweise hängt die Zahl der Schichten in einem Film der gegenwärtigen Technologie nur von der verfügbaren Technologie und den Erfordernissen der endgültigen Nutzung (Verwendungszweck) des Films ab. Strukturbeispiele, die für die gegenwärtig beschriebene Technologie geeignet sind, schließen, jedoch ohne Beschränkung darauf, das Folgende ein, wobei A und C äußere mikroporöse Schichten sind und B eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht ist:
A-B-A
A-A-B-A
A-B-A-A
A-A-B-A-A
A-B-A-A-A
A-B-A-B-A
A-B-A-A-A-A-A
A-A-B-A-A-A-A
A-A-A-B-A-A-A
A-B-A-A-A-B-A
A-B-A-A-B-A-A
A-B-A-B-A-A-A
A-B-A-B-A-B-A
A-B-A-A-A-A-A-A
A-A-B-A-A-A-A-A
A-A-A-B-A-A-A-A
A-B-A-A-A-A-B-A.
Es dürfte verständlich sein, dass die mehrfachen „A” atmungsaktiven Schichten in jeder der obigen Beispielstrukturen von der gleichen Art oder verschiedenen Arten einer mikroporösen Schicht sein können. Weiter wird in Betracht gezogen, dass jede „A” atmungsaktive Schicht in den oben angegebenen Strukturen zwei oder mehr atmungsaktive Schichten umfassen kann, um besser andere Filmeigenschaften regeln zu können, so wie beispielsweise die Fähigkeit des Verbindens mit Faservliesen/Textilverbundstoffen. Beispielsweise können, wenn sich zwei atmungsaktive Schichten in einer „A” atmungsaktiven Schicht in den oben angegebenen Strukturen befinden, einige beispielhafte Filmstrukturen wie folgt dargestellt werden, wobei C die zweite atmungsaktive Schicht ist:
A-C-B-C-A
A-C-A-C-B-C-A
A-C-B-C-A-C-A
A-C-A-C-B-C-A-C-A
A-C-B-C-A-C-A-C-A
A-C-B-C-A-B-C-A.
Außerdem ist es in der Filmherstellungsindustrie bekannt, dass eine Formgabe-Technologie verfügbar ist, um Mehrfachschichten in einer Multiplikator-Art und Weise so herzustellen, dass beispielsweise eine ACA-Struktur in denkbarer Weise von ungefähr 10 bis 1000 Mal vervielfältigt werden könnte. Die sich ergebende 10-fach vervielfaltigie ABA-Struktur kann wie folgt ausgedrückt werden:
A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A-A-B-A
Diese Technologie kann in Kombination mit der gegenwärtig beschriebenen Technologie verwendet werden, und eine solche Anwendung wird in Geist und Umfang derselben durchaus ein Erwägung gezogen.
Der mehrlagige Film der vorliegend beschriebenen Technologie kann bei einem Basisgewicht von ungefähr 10 g/m² bis ungefähr 150 g/m², wahlweise von ungefähr 20 g/m² bis zu ungefähr 75 g/m² auf einer gekühlten Kühlrolle oder -walze im Folgenden durchgehend „Walze”) extrudiert und entweder als Vorprodukt-Film einer Maschinenrichtung-Ausrichtung(MDO)-Streckeinheit oder einer anderen Art der Ausrichtung der Streckeinheit, wie dies oben beschrieben wurde, zugeführt werden. Vorzugsweise werden die Mischungen für die atmungsaktiven und Sperrschichten durch eine T-Form co-extrudiert. Die extrudierten Schichten werden dann in uniaxialer Richtung bei einer Temperatur um die Erweichungspunkte der Polyolefine gestreckt, um Hohlräume um die Füllstoffe herum zu bilden, während immer noch die Kontinuität und/oder Integrität der Sperrschicht weiter erhalten wird. Der Film kann von ungefähr 100% bis zu ungefähr 800%, wahlweise von ungefähr 200% bis zu ungefähr 600% in der Länge gestreckt werden, um Mikroporen einzuführen. Im Hinblick auf die Zugverhältnisse versteht sich für den einschlägigen Fachmann, dass beispielsweise eine 100%-Streckung des zweiten Satzes Walzen bei einer Geschwindigkeit, die das Zweifache der des ersten Satzes Walzen beträgt, erzielt wird, was zu einem Zug- oder Streckverhältnis von 2,0 führt. Der Film kann weiter erhitzt und einer Wärmebehandlung (durch Erhitzen und Abkühlen, durch Vergüten bzw. Anlassen) unterzogen werden, um zwischen ungefähr 2% bis zu ungefähr 30% der Spannung zu verringern, die durch den Streckvorgang erzeugt worden ist.
Entsprechend mindestens einer Ausführungsform beträgt die Stärke des mehrlagigen Films von ungefähr 10 g/m² bis ungefähr 75 g/m², wahlweise von ungefähr 12 g/m² bis zu ungefähr 36 g/m², wahlweise von ungefähr 15 g/m² bis zu ungefähr 30 g/m² im Basisgewicht. Der fertige Film kann dann auf Kerne zum Verkauf oder zum weiteren Bearbeiten in z. B. einer Anlage zum Laminieren aufgewickelt werden. Die sich daraus ergebende, für die Filme erreichte Atmungsaktivität kann von ungefähr 300 Gramm (g)/Quadratmeter (m²)/Tag (24 h) bis zu ungefähr 10 g/m²/Tag, wahlweise von ungefähr 1.000 bis 12.000 g/m²/Tag betragen. Ein bevorzugter Film wenigstens einer Ausführungsform der gegenwärtig beschriebenen Technologie weist eine Atmungsaktivität von ungefähr 3.000 g/m²/Tag auf und hat eine Stärke von ungefähr 20 bis 35 g/m². Vorzugsweise genügen die Filme der gegenwärtigen Technologie den Prüfungsstandards von ASTM F-1670 oder ASTM F-1671. Dadurch verhindern die Filme den Durchtritt künstlichen Bluts und schaffen eine Sperre gegen Viruslösungen derart, dass kein bemerkenswertes Wachstum in Kulturen auftritt, die von der anderen Seite der Sperre genommen werden. Die Atmungsaktivität bei der gegenwärtig beschriebenen Technologie kann durch eine Mocon PERMATRAN-W^®-Modell 100K-Maschine bei 37,8°C (100°F) und einer relativen Feuchte von 100% getestet werden. Die Verwendung dieser Testausrüstung befindet sich in der industriellen Praxis, so dass die in diesem Bereich arbeitenden Personen einzuschätzen vermögen, wie dies auszuführen ist.
Die mehrlagigen Filme der gegenwärtig beschriebenen Technologie sind nützlich zur Bereitung von Laminaten oder anderen Strukturen, die praktisch und zweckdienlich für Ausführungsformen atmungsaktiver Sperren sind. Bei der gegenwärtig beschriebenen Technologie kann der Film laminiert werden, indem man Klebemittel, Binderfasern oder -pulver, autogen verwendetes Wärme- oder Ultraschall-Verbinden oder irgendein anderes, in diesem Fachgebiet verfügbares Verfahren einsetzt. Vorzugsweise kann das aus den Filmen der gegenwärtigen Technologie hergestellte Laminat die Teststandards gemäß ASTM F-1670 oder ASTM F-1671 durchlaufen. Auch bieten vorzugsweise die Laminate oder Strukturen, die aus den Filmen der gegenwärtigen Technologie hergestellt werden, eine Atmungsaktivität von mindestens 1000 g/m²/Tag, wobei diese beispielsweise durch ein MOCON PERMATRAN-W^®-Modell 100K-Prüfgerät gemessen wird.
Mögliche Anwendungen, bei denen die Materialien der gegenwärtigen Technologie Verwendung finden, umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, im medizinischen Bereich verwendete Kleidung, insbesondere Kittel, Windeleinlagen oder -tücher, Vorhänge, Verpackungsmaterialien, Bekleidungsstücke, Artikel, Teppichträger, Polsterträger und Bandagen. Sie finden beispielsweise auch Verwendung bei Schutzbekleidung, weiblichen Hygienegegenständen, Teilen im Bauwesen und bei Bettwaren oder -zeug. Die gegenwärtigen Filme können laminiert werden, um Gewebe, Fasergefüge, Gitterstoff oder anderes Filmträgermaterial zu bilden, und zwar durch Wärme-, Ultraschall- oder Klebe-Verbindung. Der Träger kann an wenigstens einer Fläche des Films oder an beiden Flächen befestigt werden. Das Laminat kann unter Verwendung von Web- (der Wirkwaren, Vliesstoffen, Papier, Geflechten oder anderen Filmen hergestellt werden. MAN KANN ein klebendes Verbinden einsetzen, um solche Laminate zu bereiten. Ein Klebe-Verbinden mit Klebemitteln wie z. B. Pulvern, klebenden Bahnen, Flüssigkeiten, Heißschmelzmitteln und auf Lösungsmitteln basierenden Klebstoffen können ebenfalls in Betracht gezogen werden. Zusätzlich können diese Arten von Trägermitteln mit Ultraschall- oder Thermo-Verbinden zum Einsatz gelangen, sofern die Polymere in dem Träger mit der Filmoberfläche kompatibel sind. Laminate der gegenwärtigen mehrlagigen Filme und nicht-gewebter Strukturen können chirurgische Sperren bilden. Bevorzugt werden Spinnvlies- oder Spinnvlies-Schmelzblas-Spinnvlies(SMS)-Gefügestrukturen eingesetzt, jedoch können auch spinn-gewirkte, im Luftstrom aufgebrachte, Pulver-verbundene, Wärme-verbundene, Harz-gebundene Gefüge verwendet werden. Das Einschließen oder Umhüllen der atmungsaktiven monolithischen Sperre schützt die Sperrlage gegen mechanische Beschädigung oder Wärmebeschädigung und ermöglicht das Wärme- und Ultraschall-Verbinden des mehrlagigen Films bei extrem niedrigen Stärken.
Es wird erwartet, dass die gegenwärtigen mehrlagigen Filme noch weitere Formen der Verwendung im medizinischen Bereich finden werden. Poröse Bahnen werden derzeit im medizinischen Bereich für eine Ethylenoxid (ETO)-Sterilisierung verwendet, da das Gas in der Lage sein muss, Verpackungsstoffe zu durchdringen, um den Inhalt sterilisieren zu können. Diese porösen Stoffe werden oft als Oberbahnen für starre Schalen, Tabletts oder Träge und als „Atmungs”-Filme in Flaschen oder Beuteln verwendet. Medizinisches Papier wird üblicherweise für diese Zwecke so wie Tyvek (Spinnvlies-HDPE) verwendet. Die gegenwärtigen Filme können verwendet werden, um irgendeines dieser Erzeugnisse bei diesen Anwendungen zu ersetzen. Ein möglicher Grund, warum in diesem Gewerbebereich mikroporöse Filme nicht häufig verwendet worden sind, ist in Zweifeln daran zu sehen, dass die variable Größe der Poren mikroporöser Filme diese als weniger wirksame Sperre gegen Viren oder Mikroben machen könnte. Die innere Sperrschicht der gegenwärtigen mehrlagigen Filme würde diesen Zweifeln entgegenkommen. Ferner können die mikroporösen Schichten der gegenwärtigen mehrlagigen Filme mit Polyethylen hergestellt werden, und dieses Material wird sich mit Polyethylenschichten, wie sie üblicherweise auf vielen Verpackungsmaterialien verwendet werden, gut wärmeversiegeln bzw. in der Wärme abdichten und verbinden lassen. Die höhere Schmelztemperatur von HDPE, wie es in Tyvek verwendet wird, macht es schwieriger, in wirkungsvoller Weise heißzusiegeln oder heißzukleben, und das medizinische Papier dichtet nicht, wenn es nicht mit einem Punktemuster oder anderer durchlässiger Beschichtung versehen ist. Der gegenwärtige Film kann als obere Lage oder andere Komponente einer medizinischen Verpackung verwendet werden, die in der Lage sind, auf Druckänderungen zu reagieren, die im Zuge des Versands bei Höhenänderungen auftreten können. Schließlich können sterilisierende Gase wie Ozon oder Wasserstoffperoxid mit medizinischem Papier reagieren, und die gegenwärtigen, d. h. vorliegenden mehrlagigen Filme könnten geeignet sein, mit diesen Sterilisationsgasen zu arbeiten.
Man hat darüber nachgedacht, dass irgendeine Anwendung, bei der eine Blutsperre involviert ist, als geeignete Anwendung der gegenwärtigen Technologie angesehen werden könnte. Beispielsweise zieht man dabei Einweg- oder Wegwerf-Schürzen oder -vorhänge, Operationstisch-Auflagen oder chirurgische Vorhänge in Betracht, die die gegenwärtigen mehrlagigen Filme umfassen, da sie Anwendungsformen für Blutsperren darstellen, die mit einem atmungsaktiven Substrat noch einfacher und bequemer funktionieren dürften.
Die gegenwärtig beschriebene Technologie und ihre Vorteile werden unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele noch besser verständlich. Diese Beispiele sind vorgesehen, um spezifische Ausführungsformen der gegenwärtigen Technologie zu beschreiben. Durch das Bereitstellen dieser spezifischen Beispiele beschränken die Erfinder den Umfang und Geist der gegenwärtigen Technologie nicht. Es sollte den Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein, dass der volle Umfang der gegenwärtig, d. h. vorliegend beschriebenen Technologie den Gegenstand, der durch die dieser Beschreibung anhängenden Ansprüche definiert ist, sowie irgendwelche Änderungen, Modifikationen und Äquivalente dieser Ansprüche umfasst.
Eine Druckpenetration simulierten Blutes wurde unter Verwendung des „Druckpenetration durch ein Gefüge (PPT)”-Tests erprobt. Der PPT-Test wird verwendet, um zu bestimmen, ob simuliertes Blut durch ein Gefüge, Gewebe oder einen Film unter Druck für eine spezifizierte Zeit hindurch tritt oder nicht und ggf. in welchem Maß.
Eine Probe wird auf einem Löschpapier auf einer ebenen Oberfläche platziert und mit einer 70% IPA/Wasserlösung, die Astrazon-Rot-Violett-Farbstoff enthält, 3 Minuten lang bei einer Belastung von 1 psi beaufschlagt. Die Zahl an roten Flecken, die sich auf dem Löschpapier zeigen, wird bestimmt und festgehalten. Die Testlösung enthält 70% IPA/30% DI-Wasser mit 0,1% (1 Gramm pro Liter oder 0,1 gm pro 100 ml) an Astrazon-Rot-Violett-3RN-Flüssigfarbstoff, der zur Sichtbarkeit zugefügt ist. Dieses Verfahren wird im Laboratorium bei Standard-Atmosphäre zum Testen von Textilien, nämlich 70 F (20°C), 65% RH (Raumfeuchtigkeit) durchgeführt.
Bei dem PPT-Test wird das vormarkierte Löschpapier auf eine harte, ebene Oberfläche nahe einem Abfluss(-becken) gelegt. Ein 3''x3''-Testmuster wird mit der Sichtseite auf dem Löschpapier auf jedem der 4 oder 6 vormarkierten Spurquadrate abgelegt. Ein 2''x2''-Stück aufsaugenden, spun-bonded/nicht-gewebten Spinn- oder Faservlieses wird in der Mitte jedes Musters/jeder Probe platziert. Es wird eine Pipette mit der Testlösung gefüllt, und das 2''x2'' NW (non-woven) wird damit gesättigt. Auf das gesättigte Probestück wird ein zylindrisches, 2'' im Durchmesser betragendes und ein Gewicht von 3,14 lb (1,0 psi) aufweisendes Gewicht gesetzt, und es wird ein Zeitgeber/eine Uhr gestartet. Nach 3,0 Minuten werden die Gewichte entfernt, und es wird alles außer dem Löschpapier entfernt. Das Löschpapier wird geprüft, und es werden alle roten Stellen gezählt. Die Zahl der roten Stellen wird festgehalten. Für die zu zählenden roten Stellen kann ein Größenlimit spezifiziert werden. Wenn ein großer roter Fleck vorhanden ist, kann das Resultat als „99” registriert werden.
VERGLEICHSBEISPIELE 1 UND 2
Die Vergleichsbeispiele 1 und 2 sind mehrlagige Filme. Beispiel 1 (XP9538G) stellte einen mehrlagigen Film mit einer A-C-B-C-A-Struktur dar, bereitet durch Extrudieren von Harzgemischen für die Schichten A, C und B, wie in Tafel 1 beschrieben. Dieses Beispiel wurde in einer Weise ähnlich EP1034075B1 zubereitet, und es wird angenommen, dass es dessen Eigenschaften widerspiegelt. Bei der Zubereitung des Beispiels 1 hat der Film ein Grundgewicht von 25 g/m². Beispiel 1 verhielt sich beim WVTR-Test zufriedenstellend. Wenn der mehrlagige Film mit einem Isopropyalkohol-Desinfektionsmittel in Kontakt trat, delaminierten jedoch die Schichten des Films, und ihr PPT-Testen fiel negativ aus. Eine Delaminierung nach Kontakt mit Isopropylalkohol und anderen Alkohlen wird für einen mehrlagigen Film zur Verwendung in medizinischen Anwendungen wie Krankenhausware oder -gegenständen für inakzeptabel erachtet, da medizinisches oder Krankenhauspersonal häufig IPA als Sterilisiermittel oder Dekontaminierungsmittel verwendet.
Beispiel 2 (XP9538H) war ein mehrlagiger Film mit einer A-C-B-C-A-Struktur, bereitet durch Extrudieren von Harzgemischen für die Schichten A, C und B, wie in Tafel 2 beschrieben. Bei der Bereitung des Beispiels 2 hat der Film ein Grundgewicht von 50 g/m². Beispiel 2 verhielt sich ebenfalls beim WVTR-Test zufriedenstellend, litt aber auch unter Delaminierung bei Kontakt mit Isopropylalkohol. Tafel 2 gibt Daten für den mehrlagigen Film des Beispiels 2 wieder.
ERFINDUNGSGEMÄSSE BEISPIELE 3 BIS 7
Beispiel 3 (XP9538S-250) war ein mehrlagiger Film mit einer A-C-B-C-A-Struktur, hergestellt durch Extrudieren von Harzmischungen für die Lagen A, C und B, wie in Tafel 3 beschrieben. Beispiel 3 (XP9538S-250) stellte einen mehrlagigen Film dar, der eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht B hat und aus einer Mischung hergestellt wurde, die ein hygroskopisches Elastomer (DuPont Hytrel PET) und ein Klebemittel (DuPon 1224AC EMA) umfasst. Eine mikroporöse Schicht C wird auf jeder Seite der inneren Schicht B angelagert und daran zum Haften gebracht. Schicht C umfasst ebenfalls ein Klebemittel, dadurch, dass es aus einer Mischung zubereitet wurde, die ein lineares Polyethylen niedriger Dichte (Dow 5230G), ein Harz enthaltend Calciumcarbonat als Füllstoff (Standridge SCC-13922) und ein Klebemittel (DuPont 1224AC EMA) umfasste. Der mehrlagige Film wurde nach der Extrusion gestreckt, so dass in den äußeren Schichten A und C Mikroporen ausgebildet wurden. Bei der Zubereitung des Beispiels 3 weist der Film ein Basisgewicht von 25 Gramm/Quadratmeter auf. Dieser mehrlagige Film war im Wesentlichen für Isopropylalkohol undurchlässig, delaminierte nach Kontakt mit IPA nicht in bemerkenswertem Maß und wies eine akzeptable Durchlässigkeit für Wasserdampf auf.
Beispiel 4 (XP9538S-01) stellte einen mehrlagigen Film mit einer A-C-B-C A-Struktur dar, hergestellt durch Extrudieren von Harzmischungen für die Lagen A, C und B, wie in Tafel 4 beschrieben. Beispiel 4 (XP9538S-01) stellte einen mehrlagigen Film dar, der eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht B aufweist, die aus einem hygroskopischen Elastomer (DuPont Hytrel PET) bereitet wurde. Eine mikroporöse Schicht C wird auf jeder Seite der inneren Schicht B angelagert und daran zum Haften gebracht. Schicht C umfasst ein Klebemittel, dadurch, dass es aus einem Harz enthaltend Polyolefin und Calciumcarbonat als Füllstoff (Standridge SCC-13922) und einem Klebemittel (DuPont 1218AC 18% EMA) zubereitet wurde. Der mehrlagige Film wurde nach der Extrusion gestreckt, so dass in den äußeren Schichten A und C Mikroporen ausgebildet wurden. Bei der Zubereitung des Beispiels 4 weist der Film ein Basisgewicht von 20 Gramm/Quadratmeter auf. Dieser mehrlagige Film war im Wesentlichen für Isopropylalkohol undurchlässig, delaminierte nach Kontakt mit IPA nicht in bemerkenswertem Maß und wies eine akzeptable Durchlässigkeit für Wasserdampf auf.
Beispiel 5 (XP9538S-02) stellte einen mehrlagigen Film mit einer A-C-B-C A-Struktur dar, hergestellt durch Extrudieren von Harzmischungen für die Lagen A, C und B, wie in Tafel 5 beschrieben. Beispiel 5 (XP9538S-02) stellte einen mehrlagigen Film dar, der eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht B aufweist, die aus einem hygroskopischen Elastomer (DuPont Hytrel PET) bereitet wurde. Eine mikroporöse Schicht C wird auf jeder Seite der inneren Schicht B angelagert und daran zum Haften gebracht. Schicht C umfasst ein gegenüber Beispiel 4 unterschiedliches Klebemittel, dadurch, dass es aus einem Harz enthaltend Polyolefin und Calciumcarbonat als Füllstoff (Standridge SCC-13922) und einem Klebemittel (DuPont 1218AC 13% EMA) zubereitet wurde. Der mehrlagige Film wurde nach der Extrusion gestreckt, so dass in den äußeren Schichten A und C Mikroporen ausgebildet wurden. Bei der Zubereitung des Beispiels 5 weist der Film ein Basisgewicht von 25 Gramm/Quadratmeter auf. Dieser mehrlagige Film war im Wesentlichen für Isopropylalkohol undurchlässig, delaminierte nach Kontakt mit IPA nicht in bemerkenswertem Maß und wies eine akzeptable Durchlässigkeit für Wasserdampf auf.
Beispiel 6 (XP9538S-252) stellte einen mehrlagigen Film mit einer A-C-B-C A-Struktur dar, hergestellt durch Extrudieren von Harzmischungen für die Lagen A, C und B, wie in Tafel beschrieben. Beispiel 6 (XP9538S-252) stellte einen mehrlagigen Film dar, der eine innere Alkohol- und Virus-Sperrschicht B aufweist, die aus einem hygroskopischen Elastomer (DuPont Hytrel PET) und einem Klebemittel (DuPont AC1218 Acrylat) bereitet wurde. Eine mikroporöse Schicht C wird auf jeder Seite der inneren Schicht B angelagert und daran zum Haften gebracht. Schicht C umfasst ein gegenüber Beispiel 4 unterschiedliches Klebemittel, dadurch, dass es aus einem Metallocen-Polyethylen ultraniedriger Dichte (ULDPE) (DuPont PL1280), einem Harz enthaltend Polyolefin und Calciumcarbonat als Füllstoff (Standridge SCC-13922) und einem Klebemittel (DuPont 1218 Acrylat) zubereitet wurde. Der mehrlagige Film wurde nach der Extrusion gestreckt, so dass in den äußeren Schichten A und C Mikroporen ausgebildet wurden. Bei der Zubereitung des Beispiels 6 weist der Film ein Basisgewicht von 25 Gramm 1 Quadratmeter auf. Dieser mehrlagige Film war im Wesentlichen für Isopropylalkohol undurchlässig, delaminierte nach Kontakt mit IPA nicht in bemerkenswertem Maß und wies eine akzeptable Durchlässigkeit für Wasserdampf auf.
Beispiel 7 (XP9538S-253) stellte einen mehrlagigen Film mit einer A-C-B-C A-Struktur dar, hergestellt durch Extrudieren von Harzmischungen für die Lagen A, C und B, wie in Tafel 3 (korrekt: 7) beschrieben. Beispiel 3 (korrekt: 7) (XP9538S-253) stellte einen mehrlagigen Film dar, der eine innere Virus-Sperrschicht B aufweist, die aus einem Gemisch umfassend ein hygroskopisches Elastomer (DuPont Hytrel PET) und ein Klebemittel (DuPont 3101 EVA) bereitet wurde. Eine mikroporöse Schicht C wird auf jeder Seite der inneren Schicht B angelagert und daran zum Haften gebracht. Schicht C umfasst ebenfalls ein Klebemittel dadurch, dass es aus einer Mischung umfassend lineares Polyethylen niedriger Dichte (DuPont 5630), ein Harz enthaltend Calciumcarbonat als Füllstoff (Standridge SCC-13922) und ein Klebemittel (DuPont 3101 EVA) zubereitet wurde. Der mehrlagige Film wurde nach der Extrusion gestreckt, so dass in den äußeren Schichten A und C Mikroporen ausgebildet wurden. Bei der Zubereitung des Beispiels 7 weist der Film ein Basisgewicht von 35 Gramm/Quadratmeter auf. Dieser mehrlagige Film war im Wesentlichen für Isopropylalkohol undurchlässig, delaminierte nach Kontakt mit IPA nicht in bemerkenswertem Maß und wies eine akzeptable Durchlässigkeit für Wasserdampf auf.
BEISPIEL 8
1A bis 1D zeigen Fotografien von Löschpapier von mehrlagigen Filmen, die einem Testen auf Durchdringbarkeit von Isopropylalkohol-Desinfektionsmitteln unterworfen wurden. Noch genauer zeigt 1A das Löschpapier des oben beschriebenen PPT-Tests, ausgeführt an einer Probe des mehrlagigen Films XP9358S-250 A1 (aufweisend die Schichten wie sie in Tafel 3 beschrieben sind), hergestellt bei einem Basisgewicht von ungefähr 25 Gramm pro Quadratmeter. Der Film verhielt sich beim PPT-Test gut und wies rote Flecken in weniger als 5% des Oberflächenbereichs auf. 1B zeigt das Löschpapier des PPT-Tests, ausgeführt an einer Probe eines mehrlagigen Films XP9538S-250 A1 (mit den Schichten wie in Tafel 3 beschrieben), hergestellt bei einem Basisgewicht von ungefähr 20 Gramm pro Quadratmeter. Der Film verhielt sich in dem PPT-Test nicht zufriedenstellend, indem er rote Stellen in mehr als 5% des Oberflächenbereichs aufwies. 1C zeigt das Löschpapier des oben beschriebenen PPT-Tests, ausgeführt an einer Probe des mehrlagigen Films XP9538S-250 S1 (aufweisend die Schichten wie in Tafel 3 beschrieben), hergestellt bei einem Basisgewicht von ungefähr 25 Gramm pro Quadratmeter. Der Film verhielt sich beim PPT-Test zufriedenstellend, indem er rote Flecken in weniger als 2% des Oberflächenbereichs aufwies. 1D zeigt das Löschpapier des oben beschriebenen PPT-Tests, ausgeführt an einer Probe eines mehrlagigen Films XP9538S-252 S1 (mit den Schichten wie in Tafel 6 beschrieben), hergestellt bei einem Basisgewicht von ungefähr 25 Gramm pro Quadratmeter. Der Film verhielt sich in dem PPT-Test zufriedenstellend, indem er rote Stellen in weniger als 2% des Oberflächenbereichs aufwies.
BEISPIEL 9
Tafel 8 zeigt die Laufbedingungen zum Zubereiten von mehrlagigen Filmen auf einer Extrusionsanlage von Pliant Corporation. Die ersten zwei Spalten geben verschiedene Durchläufe von XP9538S-250 mit geringfügigen Unterschieden in Streckung und Geschwindigkeit an den Zugwalzen #3 und #4 wieder. Die unterschiedlichen Laufparameter ergaben Filme mit verschiedenen WVTRs und lassen vermuten, dass eine höhere Streckung und Geschwindigkeit an einigen Zugwalzen einen Film ergeben kann, der ein Näheres WVTR aufweist. Die dritte Spalte zeigt Laufbedingungen für XP9538S-252, eine andere Ausführungsform der gegenwärtigen mehrlagigen Filme (s. Beispiel 6 und Tafel 6).
BEISPIEL 10
Das Testen der Atmungsaktivität der Proben wurde unter Verwendung eines Testgerätes Mocon PERMATRAN-W^® Modell 100K durchgeführt. Tafel 9 berichtet über zusammengefasste WVTRs für eine Vielfalt von mehrschichtigen Filmen mit variierenden Eigenschaften hinsichtlich Zusammensetzung, Basisgewicht und Streckverhältnis. Die WVTR-Werte, die in Tafel 9 berichtet werden, sind Mittelwerte (zusammen mit der Standardabweichung) von mehreren Tests an den Proben. In Tafel 9 zeigt die Probenbeschreibung auch das Zugverhältnis, die Geschwindigkeit, die für das Zubereiten des Films, der dem WVTR-Testen unterzogen wurde, verwendet wurde. Die in Tafel 9 gezeigten Daten demonstrieren, dass die vorliegenden mehrschichtigen Filme, die von zwei Ausführungsformen von XP9538S (mit verschiedenen Zugverhältnissen) dargestellt werden, eine akzeptable Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bieten, was solche mehrlagigen Filme zur Verwendung überall dort geeignet macht, wo ein atmungsaktiver Film verlangt oder gewünscht wird.
BEISPIEL 11
Virus-Testen unter ASTM F4671 wurde durch Nelson Laboratories Inc., 6280 S. Redwood Road, Salt Lake City, UT 84123 ausgeführt. Sechs Proben eines Laminats umfassend eine Ausführungsform des vorliegenden mehrlagigen Films wurden gestestet. Der mehrlagige Film hatte die folgenden Komponenten und Spezifikationen: XP9538S-250 A1 und SP9538S-252, beide bei 20 bzw. 25 Gramm pro Quadratmeter. Alle sechs Proben bestanden, und es wurde keinerlei visuelle Durchdringung beobachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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ASTM F-1670 [0024]
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ASTM F-1670 [0025]
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Chen, „Development of New Ionomers With Novel Gas Permeation Properties” (”Entwicklung neuer Ionomere mit neuen Eigenschaften der Gaspermeation”), Journal of Plastic Film and Sheeting, Vol. 23, Nr. 2, 119–132 (2007) [0036]
ASTM F-1670 [0046]
ASTM F-1671 [0046]
ASTM F-1670 [0047]
ASTM F-1671 [0047]
ASTM F4671 [0065]

Claims

Ein mehrlagiger atmungsaktiver Sperrfilm umfassend: mindestens eine innere Sperrschicht, die durchlässig für Feuchtigkeit ist, wobei die innere Sperrschicht ein hygroskopisches Polymer umfasst; mindestens zwei mikroporöse Schichten, die ein Polymer umfassen, worin die mindestens zwei mikroporösen Schichten gleich oder verschieden sind und die mindestens eine innere Sperrschicht zwischen den mindestens zwei mikroporösen Schichten angeordnet ist; worin wenigstens eine der mindestens einen inneren Sperrschicht und der mikroporösen Schichten ein Klebemittel umfasst.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 1, worin die innere Sperrschicht eine Mischung des hygroskopischen Polymers und des Klebemittels umfasst.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 1 oder 2, worin die innere Sperrschicht und jede der mit der inneren Sperrschicht in Kontakt befindlichen mikroporösen Schichten ein Klebemittel umfasst, worin das gleiche oder verschiedene Klebemittel in jeder der inneren Sperrschicht und der mikroporösen Schichten vorgesehen ist/sind.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 1, 2 oder 3, worin das hygroskopische Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus hygroskopischen Elastomeren, Polyestern, Polyamiden, Polyetherester-Copoylmeren, Polyetheramid-Copolymeren, Polyurethanen, Polyurethan-Copolymeren, Poly(etherimid)ester-Copolymeren, Polyvinylalkoholen, Ionomeren, Zellulosen, Nitrozellulosen, Derivaten davon und Kombinationen daraus.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, worin das Klebemittel Polyethylen/Acrylat-Copolymer, Ethylen/Methylacrylat-Copolymer, Säure-modifiziertes Acrylat, Anhydrid-modifiziertes Acrylat, Ethylenvinylacetat, Säure/Acrylat-modifiziertes Ethylenvinylacetat, Anhydrid-modifiziertes Ethylenvinylacetat und Kombinationen daraus umfasst.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, worin die mikroporösen Schichten mindestens einen Füllstoff enthalten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Calciumcarbonat, Bariumsulfat, Talkum, Siliziumoxid, Ton, Glaskugeln, anorganischen Teilchen, organischen Füllstoffen, organischen Bereichen, Nanoteilchen, Fasern, Derivate davon und Kombinationen draus, worin der gleiche oder unterschiedliche Füllstoff/e in jeder der mikroporösen Schichten vorgesehen ist/sind.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 6, worin der mindestens eine Füllstoff eine mittlere Partikel-Größe von ungefähr 0.1 Mikron bis ungefähr 15 Mikron aufweist.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mindestens eine der mikroporösen Schichten ein Polyolefin umfasst.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mindestens eine der mikroporösen Schichten ein Polyolefin, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen und Polypropylen, umfasst.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mindestens eine der mikroporösen Schichten ein Polyolefin, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, linearem Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen ultraniedriger Dichte und Polypropylen, umfasst.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Film eine A-C-B-C-A-Struktur hat, worin A und C die mikroporösen Schichten sind und B die innere Sperrschicht ist.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Film eine Atmungsaktivität von ca. 1.500 g/m²/Tag bis zu ca. 20.000 g/m²/Tag aufweist.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die innere Sperrschicht eine Stärke von weniger als 12 Mikron aufweist.
Der atmungsaktive Film nach Anspruch 1, worin die innere Sperrschicht eine Stärke von weniger als 5 Mikron aufweist.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die innere Sperrschicht eine Stärke von weniger als 2 Mikron aufweist.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Film ein Basisgewicht von ca. 10 g/m² bis zu ca. 125 g/m² aufweist.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Film den ASTM F-1670 Test oder den ASTM F4671 Test oder beide durchläuft.
Der atmungsaktive Film nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Film eine prozentuale Streckung von ca. 200% bis zu ca. 600% aufweist.
Ein mehrlagiger atmungsaktiver Virus- und Alkohol-Sperrfilm umfassend: mindestens eine innere Virus- und Alkohol-Sperrschicht, die durchlässig für Feuchtigkeit ist, wobei die innere Sperrschicht ein hygroskopisches Polymer umfasst; mindestens zwei mikroporöse Schichten, worin die mindestens zwei mikroporösen Schichten gleich oder verschieden sind und die mindestens eine innere Virus-Sperrschicht zwischen den mindestens zwei mikroporösen Schichten angeordnet ist; worin die mehrlagige atmungsaktive Virus- und Alkohol-Sperrschicht ein Alkohol-Durchdringungsvermögen von weniger als 10%, gemessen mittels eines Druck-Penetration-durch-ein-Gefüge(PPT)-Testens, aufweist.
Ein Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen atmungsaktiven Sperrfilms mit mindestens einer inneren Schicht, die durchlässig für Feuchtigkeit ist und für eine Sperre gegen Alkohol und Viren sorgt, wobei das Verfahren umfasst: ein Extrudieren zweier oder mehr zu extrudierender Materialien zur Bildung einer mehrlagigen Struktur mit mindestens einer inneren Schicht und mindestens zwei Polymer-Schichten, worin die mindestens eine innere Schicht zwischen den Polymer-Schichten angeordnet ist, wobei die innere Schicht ein hygroskopisches Polymer umfasst; worin wenigstens eine der inneren Schicht und der äußeren Schichten ein Klebemittel umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 20, weiter umfassend ein Strecken der mehrlagigen Struktur, um so Mikroporen in den Polymer-Schichten zu bilden.
Das Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, weiter umfassend den Schritt des Bereitens eines Alkohol- und Virus-Sperrschicht-Harzes als eines der zu extrudierenden Materialien durch Mischen des hygroskopischen Polymers und des Klebemittels vor einem Extrudieren.
Das Verfahren nach Anspruch 20, 21 oder 22, weiter umfassend den Schritt des Bereitens eines gefüllten Polyolefin-Schicht-Harzes als eines der zu extrudierenden Materialien durch Mischen eines Polyolefins, eines Füllstoffs und des Klebemittels vor einem Extrudieren.