DE3882667T2 - Gegen ausstrahlungen stabilisierter stoff. - Google Patents

Gegen ausstrahlungen stabilisierter stoff.

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Propylenpolymer- und insbesondere auf Polypropylenvliesstoffe, die gegen ionisierende Gammastrahlung stabilisiert sind.
  • Chirurgische Wegwerf- oder Einwegtextilien für Masken, Kittel, Vorhänge, Handtücher und ähnliches werden während der Herstellung sterilisiert, indem man die chirurgischen Produkte in Plastikbehältern versiegelt und diese einer ionisierenden Strahlung aussetzt. Während der Lagerung verbleiben die chirurgischen Produkte in den versiegelten Packungen in dem sterilen Zustand und sind beim Öffnen der Packung gebrauchsfertig.
  • Da solche Produkte für den einmaligen Gebrauch vorgesehen sind und danach weggeworfen werden, müssen die Textilerzeugnisse im Vergleich zu gewebten Stoffen, die gewaschen, sterilisiert und wiederverwendet werden können, hinreichend preiswert sein, um ein Wegwerfen zu rechtfertigen. Bei der Herstellung von preiswerten nichtgewebten chirurgischen Erzeugnissen sind Textilerzeugnisse auf Polypropylenbasis auf Grund ihrer vorteilhaften Merkmale und Kosten auf breite Akzeptanz gestoßen. Ein typisches Beispiel eines chirurgischen Textilerzeugnisses ist die Textilie, die die Kimberly-Clark Corporation, der die vorliegende Erfindung übertragen wurde, als SPUNGUARD vertreibt und die für Produkte für die medizinische Versorgung verwendet wird. Der in den SPUNGUARD- Produkten für die medizinische Versorgung verwendete Stoff ist ein dreischichtiges Laminat aus spinngebundenem Polypropylen, schmelzgeblasenem Polypropylen und spinngebundenem Polypropylen, das eine Textilie mit einem Flächengewicht von 1,4 oz/yd² ergibt. Ein solches Textilerzeugnis besitzt im Vergleich zu anderen nichtgewebten Produkten hervorragende technische Eigenschaften, wie z.B. Bakterienfiltration, Lint und Festigkeit.
  • Damit chirurgische Textilien für die Verwendung im Operationssaal geeignet sind, müssen sie behandelt werden, um elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten, damit sich keine statische Elektrizität auf der Oberfläche der Textilien aufbauen und zur Funkenbildung im Operationssaal führen kann. Außerdem sollten chirurgische Textilien alkoholabweisend sein. Es ist auch wichtig, daß chirurgische Textilien eine besonders lange Lagerbeständigkeit haben, damit sichergestellt ist, daß die chirurgische Textilie nach der Entnahme aus einem Krankenhauslagerraum noch alle vorteilhaften Eigenschaften aufweist, die sie direkt nach der Herstellung hatte. Schließlich ist es notwendig, daß die chirurgische Textilie durch Behandlung mit Gammastrahlung sterilisierbar ist, ohne ihre anderen vorteilhaften Merkmale, wie z.B. Leitfähigkeit, Festigkeit und Abweisungsvermögen, zu verlieren.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein strahlungsstabilisiertes Polypropylen oder Propylen-Kopolymer zur Verfügung zu stellen, das gegen die schädlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung stabilisiert ist.
  • Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein strahlungsstabilisiertes Textilerzeugnis zur Verfügung zu stellen, das mindestens 80% seiner ursprünglichen Zugfestigkeit nach der Behandlung mit Gammastrahlung, die ausreicht, die Textilie zu sterilisieren, und nach dem Altern einen annehmbaren Restgeruch aufweist.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine chirurgische Textilie zur Verfügung zu stellen, die durch Gammastrahlung sterilisiert werden kann, ohne ihre Leitfähigkeit und alkoholabweisenden Eigenschaften zu verlieren.
  • Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, besteht das erfindungsgemäße, strahlungsstabilisierte Textilerzeugnis aus einem Vliesstoff aus einem Propylenpolymer oder -Kopolymer, das mit einem langkettigen aliphatischen Ester, insbesondere Hexadezyl-3,5-di-t-butyl-4-Hydroxybenzoat, behandelt wurde. Der langkettige aliphatische Ester wird mit dem Propylenpolymer oder Propylen-Kopolymer während des Extrudiervorgangs vor der Bildung des Vliesstoffes gemischt. Der Gehalt an langkettigem aliphatischem Ester beträgt 0,5 bis 1,0 Gew.-% des erzeugten Vliesstoffes.
  • Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Auch wenn die Erfindung in Verbindung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und Verfahren beschrieben wird, ist es klar, daß ich nicht beabsichtige, die Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel oder Verfahren zu beschränken. Vielmehr möchte ich alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente, die in Geist und Umfang der durch die beigefügten Ansprüche definierten Erfindung enthalten sind, abdecken.
  • Eine aus Polypropylen oder einem Propylen-Ethylen-Kopolymer hergestellte chirurgische Textilie kann gegen die schädlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung stabilisiert werden, indem dem Polymer vor der Bildung der chirurgischen Textilie ein langkettiger aliphatischer Ester zugegeben wird. In einer Anwendungsform besteht die stabilisierte chirurgische Textilie aus einem Laminat aus einer schmelzgeblasenen Schicht aus einem Polypropylenstoff, der zwischen zwei äußeren Schichten aus spinngebundenem Polypropylen liegt. Die spinngebundenen Schichten können nach den in den folgenden Patenten beschriebenen Verfahren hergestellt sein: US- Patentschrift 3,692,618 (Dorschner et al.), US- Patentschriften 3,338,992 und 3,341,394 (Kinney), US- Patentschrift 3,502,538 (Levy), US-Patentschriften 3,502,763 und 3,909,009 (Hartmann), US-Patentschrift 3,542,615 (Dobo et al), US-Patentschrift 4,405,297 (Morman et al) und kanadische Patentschrift 803,714 (Harmon). Spinngebundene, mit Endlosfasern hergestellte Materialien haben im allgemeinen mindestens drei gemeinsame Eigenschaften. Zuerst wird das Polymer kontinuierlich unter Bildung diskreter Filamente durch eine Spinndüse extrudiert. Danach werden die Filamente entweder mechanisch oder pneumatisch gezogen, ohne zu brechen, um die Polymerfilamente molekular zu orientieren und Reißfestigkeit zu erhalten. Schließlich werden die Endlosfilamente auf im wesentlichen wahllose Weise auf dem Trägerband abgelegt, um das Vlies zu bilden.
  • Die schmelzgeblasene Innenschicht ist ebenso von herkömmlicher Art, ihr Aufbau ist beschrieben im NRL Report 4364 "Manufacture of Super-fine Organic Fibers" von V.A. Wendt, E.L. Boon und C.D. Fluharty , im NRL Report 5265 "An Improved Device for the Formation of Super-fine Thermoplastic Fibers" von K.D. Lawrence, R.T. Lukas und J.A. Young, und in der am 19. November 1974 an Buntin et al. ausgegebenen US- Patentschrift 3,849,241.
  • Eine chirurgische Textilie aus einem schmelzgeblasenen Vlies, das zwischen spinngebundenen Vliesen aus Polypropylen oder Propylenkopolymeren liegt, kann gemäß der US-Patentschrift 4,041,203 "Nonwoven Thermoplastic Fabric" von Brock et al. hergestellt werden. Solch ein Textilerzeugnis wird von der Kimberly-Clark Corporation hergestellt und in Produkten für die medizinische Versorgung verwendet, die unter dem Warenzeichen SPUNGUARD vertrieben werden. Bei einer solchen chirurgischen Textilie ist es üblich, das nichtgewebte Polypropylen- oder Kopolymervlies einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen, um alkoholabweisende Eigenschaften zu schaffen und die Leitfähigkeit zu verbessern und damit den Aufbau von statischer Elektrizität zu verhindern. Um alkoholabweisende Eigenschaften und elektrische Leitfähigkeit zu erzielen, wird eine Auftragwalze verwendet, um eine Mischung aus etwa 2,15 Gew.-% eines polymeren Fluorkohlenstoffs, 0,09 Gew.-% Lithiumnitrat, 0,07 Gew.-% Hexanol und 97,06 Gew.-% Wasser auf die Oberfläche des Textilerzeugnisses aufzubringen. Bei dem polymeren Fluorkohlenstoff handelt es sich um 3M FC808, der von der 3M Company aus St. Paul, Minnesota, hergestellt wird. Die Behandlung resultiert in einem zusätzlichen Trockengewicht (als prozentualer Anteil des Vliesgewichts) von 0,3% für den polymeren Fluorkohlenstoff und 0,03% für das Lithiumnitrat. Eine solche Behandlung ist auch in der US-Patentschrift 4,115,605 (Hultman et al.) beschrieben.
  • Wie vorher erläutert, werden während des Herstellungsprozesses chirurgische Textilien in chirurgische Produkte verarbeitet, die in Kunststoffbehältern versiegelt und Gammastrahlung ausgesetzt werden, damit das Textilerzeugnis steril gemacht wird. Polypropylen und Propylenkopolymere, einschließlich Propylen-Ethylen- Kopolymere, werden durch die Strahlung nachteilig beeinflußt und verlieren Festigkeit, Leitfähigkeit sowie Abweisungsvermögen und erzeugen einen unangenehmen Geruch.
  • Frühe Versuche zur Stabilisierung von Propylen und seinen Kopolymeren konzentrierten sich auf Lichtstabilisatoren in Form eines gehinderten Amins. Während Lichtstabilisatoren in Form eines gehinderten Amins, wie z.B. der von der Ciba Geigy Corporation aus Hawthorne, New York, hergestellte Chimassorb 944, eine gewisse Verbesserung in der Stabilisierung gegen Abbau und in der Festigkeit bringen, verursachen sie unglücklicherweise einen Verlust an Leitfähigkeit und abweisenden Eigenschaften. Der Mechanismus für das Versagen hinsichtlich der Leitfähigkeit scheint in einer Wanderung des Stabilisators in Form eines gehinderten Amins zur Faseroberfläche zu liegen, wo er chemisch und physikalisch die Oberflächenleitfähigkeits-Behandlung beeinträchtigt. Einige Lichtstabilisatoren in Form eines gehinderten Amins, wie z.B. der von der American Hoechst Corporation aus Somerville, New Jersey, hergestellte Hostavin TMN 20, reagieren mit der Wasserabstoß-Behandlung unter Bildung einer unerwünschten Nitratsalzablagerung auf der chirurgischen Textilie.
  • Vliesstoffe aus Propylenpolymer und Propylen-Ethylen- Kopolymer werden am besten mit einem langkettigen aliphatischen Ester, wie z.B. Hexadezyl-3,5-di-t-butyl-4- Hydroxybenzoat stabilisiert. Solch ein Benzoatester wird insbesondere unter dem Warenzeichen Cyasorb UV-2908 vertrieben und von der American Cyanamid Company in Wayne, New Jersey, hergestellt. Zur Erzielung bester Ergebnisse sollte das Benzoatester dem Polymer oder Kopolymer in Mengen zwischen 0,5 und 1,0 Gew.-% vor der Bildung des Vliesstoffes zugegeben werden.
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert:
    • Beispiel 1
  • Das Textilerzeugnis aus Beispiel 1 war eine Kontrolltextilie ohne Strahlungsstabilisierung.
  • Schichtaufbau: 3-Schicht-Laminat
  • spinngebunden
  • schmelzgeblasen
  • spinngebunden
  • (SMS)
  • Gesamtflächengewicht: 1,59 oz/yd²
  • Material: Propylen-Ethylen-Kopolymer (Shell RWS-6144, Shell Oil Co., Houston, Texas)
  • Statik-Abweisungs-Behandlung: Gemisch (in Gew.-%) aus polymerem Fluorkohlenstoff (FC808, 3M Co.) - 2,15%
  • Lithiumnitrat - 0,09%
  • Hexanol - 0,07%
  • Wasser - 97,06%
  • zusätzliches Trockengewicht des Vliesstoffes (in Gew.-%) polymerer Fluorkohlenstoff - 0,3%
  • Lithiumnitrat - 0,03%
  • Stabilisierungsbehandlung keine.
  • Das Textilerzeugnis wies vor und nach der Strahlungssterilisation mit einer Gammastrahlung von 2,5 bis 4,0 Megarad folgende charakteristische Eigenschaften auf: bei 120ºF vor nach Tage Festigkeit (Durchschnittswert in/gegen Faserrichtung) Greifprobenfestigkeit (lb.) (% beibehalten) Einspannreißfestigkeit (lb) Geruch (0-6) Statischer Abbau (sec.) Climet-Lint Wasserabstoßung Durchstoß-(Gramm) Hydrokopf (hydrohead) (cm)
    • Beispiel 2
  • Das Textilerzeugnis aus Beispiel 2 wurde gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Schichtaufbau: 3-Schicht-Laminat
  • spinngebunden
  • schmelzgeblasen
  • spinngebunden
  • (SMS)
  • Gesamtflächengewicht: 1,55 oz/yd²
  • Material: Polypropylen (Himont PC-973, Hercules, Inc., Oakbrook, Illinois)
  • Statik-Abweisungs-Behandlung Gemisch aus:
  • polymerem Fluorkohlenstoff (FC808, 3M Co.) - 2,15%
  • Lithiumnitrat - 0,09%
  • Hexanol - 0,07%
  • Wasser - 97,06%
  • zusätzliches Trockengewicht des Vliesstoffes (Gew.-%) polymerer Fluorkohlenstoff - 0,3%
  • Lithiumnitrat - 0,03%
  • Stabilisierungsbehandlung 0,5%-Zusatz von Hexadezyl-3,5-di-t-butyl- 4-Hydroxybenzoat (Cyasorb UV-2908)
  • Das Textilerzeugnis wies vor und nach der Strahlungssterilisation mit einer Gammastrahlung von 2,5 bis 4,0 Megarad folgende charakteristische Eigenschaften auf: bei 120ºF vor nach Tage Festigkeit (Durchschnittswert in/gegen Faserrichtung) Greifprobenfestigkeit (lb.) (% beibehalten) Einspannreißfestigkeit (lb) Geruch (0-6) Statischer Abbau (sec.) Climet-Lint
    • Beispiel 3
  • Das Textilerzeugnis aus Beispiel 3 wurde gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Schichtaufbau: 3-Schicht-Laminat
  • spinngebunden
  • schmelzgeblasen
  • spinngebunden
  • (SMS)
  • Gesamtflächengewicht: 1,60 oz/yd²
  • Material: Polypropylen (Himont PC-973, Hercules, Inc., Oakbrook, Illinois)
  • Statik-Abweisungs-Behandlung Gemisch aus:
  • polymerem Fluorkohlenstoff - 2,15%
  • Lithiumnitrat - 0,09%
  • Hexanol - 0,70%
  • Wasser - 97,06%
  • zusätzliches Trockengewicht des Vliesstoffes (Gew.-%) polymerer Fluorkohlenstoff - 0,3%
  • Lithiumnitrat - 0,03%
  • Stabilisierungsbehandlung 0,7%-Zusatz von Cyasorb UV-2908
  • Das Textilerzeugnis wies vor und nach der Strahlungssterilisation mit einer Gammastrahlung von 2,5 bis 4,0 Megarad folgende charakteristische Eigenschaften auf: bei 120ºF vor nach Tage Festigkeit (Durchschnittswert in/gegen Faserrichtung) Greifprobenfestigkeit (lb.) (% beibehalten) Einspannreißfestigkeit (lb) Geruch (0-6) Statischer Abbau (sec.) Climet-Lint Wasserabstoßung Durchstoß (Gramm) Hydrokopf (hydrohead) (cm)
    • Beispiel 4
  • Das Textilerzeugnis von Beispiel 3 wurde gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Schichtaufbau: 3-Schicht-Laminat
  • spinngebunden
  • schmelzgeblasen
  • spinngebunden
  • (SMS)
  • Gesamtflächengewicht: 1,55 oz/yd²
  • Material: Polypropylen (Himont PC-973, Hercules, Inc., Oakbrook, Illinois)
  • Statik-Abweisungs-Behandlung Gemisch aus:
  • polymerem Fluorkohlenstoff - 2,15%
  • Lithiumnitrat - 0,09%
  • Hexanol - 0,70%
  • Wasser - 97,06%
  • zusätzliches Trockengewicht des Vliesstoffes (Gew.-%) polymerer Fluorkohlenstoff - 0,3%
  • Lithiumnitrat - 0,03%
  • Stabilisierungsbehandlung 0,7%-Zusatz von Cyasorb UV-2908
  • Das Textilerzeugnis wies vor und nach der Strahlungssterilisation mit einer Gammastrahlung von 2,5 bis 4,0 Megarad folgende charakteristische Eigenschaften auf: bei 120ºF vor nach Tage Festigkeit (Durchschnittswert in/gegen Faserrichtung) Greifprobenfestigkeit (lb.) (% beibehalten) Einspannreißfestigkeit (lb) Geruch (0-6) Statischer Abbau (sec.) Climet-Lint Wasserabstoßung Durchstoß (Gramm) Hydrokopf (hydrohead) (cm)
  • In den Beispielen war die Greifprobenfestigkeit der nach der Federal Test Method (FTM) 191A gemessene Mittelwert in Faserrichtung und gegen die Faserrichtung. Die Einspannreißfestigkeit war der nach dem ASTM-D-1117-14 bestimmte Mittelwert in Faserrichtung und gegen die Faserrichtung. Der statische Abbau wurde gemäß FTM 191B, Methode 4046, gemessen. Der Climet-Lint, der die Anzahl der Lintpartikel größer als 0,5 Mikron, die sich von dem Mäterial ablösen, angibt, wurde gemäß Inda 160.0-83 gemessen. Der Durchstoß wurde gemäß AATCC 42 gemessen. Der Hydrokopf (hydrohead) wurde gemäß FTM 191A, Methode 5514, bestimmt. Der Geruchstest war ein subjektiver Test durch Gremien von vier Personen, die den Geruchspegel von 0 (kein Geruch) bis 6 (Geruch der unstabilisierten Textilie) bewerteten.

Claims (5)

1. Ein gegen ionisierende Gammastrahlung stabilisiertes Textilerzeugnis mit einen Vliesstoff aus einem Propylenpolymer, das einen langkettigen aliphatischen Ester einer 3,5-di-t-butyl-4-Hydroxybenzoesäure enthält.
2. Das Textilerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem der langkettige aliphatische Ester Hexadezyl-3,5-di-t-butyl-4- Hydroxybenzoat ist.
3. Das Textilerzeugnis nach Anspruch 1, 2, 4 oder 5, bei dem der langkettige aliphatische Benzoatester im Vlies in einer Menge von 0,5 - 1,0 Gew.% des Vlieses vorliegt.
4. Das Textilerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem das Propylenpolymer Polypropylen ist.
5. Das Textilerzeugnis nach Anspruch 1, bei dem das Propylenpolymer ein Propylen-Ethylen-Kopolymer ist.
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