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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine bahnförmige Verbundstruktur, welche
für Wasserdampf
durchlässig
und für
Flüssigkeiten
im Wesentlichen undurchlässig
ist und welche nützlich
ist im Zusammenhang mit medizinischen Kleidungsstücken. Spezifischer
betrachtet ist die Erfindung ausgerichtet auf eine Verbundschichtbahn,
welche einen dünnen,
extrudierten, für
Wasserdampf durchlässigen
Film aufweist, welcher in Sandwichbauweise zwischen zwei nicht gewebten
Vliesen liegt, von denen das eine ein mit Pulver gebundenes Vlies
ist und das andere ein nicht mit Pulver gebundenes Vlies ist. Die
Verbundschichtbahn wirkt als eine Barriere gegenüber von Flüssigkeiten, Bakterien, Viren
und Gerüchen,
aber trotzdem ist sie auch in einem hohen Maße durchlässig für Wasserdampf.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Verwendung von Laminatfilmen und von nicht gewebten Vliesstoffen
für medizinische
Anwendungen, einschließlich
von medizinischen Kleidungsstücken,
ist nach dem Stand der Technik bekannt. Zum Beispiel beschreibt
Shehata in dem U.S. Patent 5445874 solche Laminate, die wasserdicht,
blutdicht und virusdicht sind mit einer hohen Durchgangsgeschwindigkeit
für Feuchtigkeitsdampf.
Die Laminate enthalten eine feste extrudierte Filmschicht eines
Polymers, das 60–70%
Butylenterephthalateinheiten enthält, und einen Restanteil aus
einem Polyesterglycol, das in Sandwichbauweise zwischen zwei gewebten
oder nicht gewebten Vliesstoffen liegt. Die Dicke der Filmschicht
liegt in typischer Weise zwischen etwa 0,75 bis etwa 3 mil (19 bis 76
Mikrometer) und kann direkt auf eine der Stoffschichten extrudiert
werden. Alternativ kann die Filmschicht auf eine Trennschicht extrudiert
werden oder sie kann als eine Blasfolie extrudiert werden. Die Filme
können durch
eine Pulverlaminierung, durch eine Heißschmelzlaminierung und durch
eine nasse Haftlaminierung auf den Stoff drauf laminiert werden.
Die Laminate sind geeignet für
eine Anwendung in wieder verwendbaren Kleidern oder Gewändern, wo
es wünschenswert
oder notwendig ist, Flüssigkeiten
daran zu hindern, bis hin zu der Haut des Trägers der Kleidung durchzudringen.
Kleidungsstücke,
welche aus den Laminaten hergestellt werden, sind waschbar und sterilisierbar,
und zwar mindestens 100-mal als ein Minimum.
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Die
PCT Veröffentlichung
No. WO 97/45259 von Caroll et al. offenbart ein atmungsaktives,
bahnförmiges
Verbundmaterial, welches aus einem für Feuchtigkeits- bzw. Wasserdampf
durchlässigen,
thermoplastischen Film besteht, welcher an einem faserigen Substrat
anhaftet. Der atmungsaktive, thermoplastische Film besteht überwiegend
aus einem thermoplastischen, polymeren Material, welches ausgewählt ist
aus der Gruppe der Blockcopolyetherester, Blockcopolyetheramide
und der Polyurethane. Das faserige Substrat besteht aus einer nicht
gewebten Bahn, welche überwiegend
aus polymeren Fasern hergestellt ist, welche inkompatibel mit dem
Film sind, wie etwa aus Polyolefinfasern. Der Film haftet an dem
faserigen Substrat, indem eine Schicht des geschmolzenen, den Film
bildenden Polymers direkt auf das faserige Substrat extrudiert wird,
und indem dann der Film und die Fasern des Substrats mechanisch
zum Eingriff gebracht werden, wie zum Beispiel durch ein Pressen
des geschmolzenen Films in das faserige Substrat in einem Walzenspalt,
der zwischen zwei Walzen gebildet wird.
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WO
00/73058 offenbart ein für
Wasserdampf durchlässiges
und für
Flüssigkeit
im Wesentlichen undurchlässiges,
bahnförmiges
Verbundmaterial, einschließlich
eines mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Vlieses, welches an
einen für
Wasserdampf durchlässigen,
thermoplastischen Film angehaftet ist. Das nicht gewebte Vlies enthält eine
erste Schicht, welche vorwiegend aus Fasern besteht, von denen einige kompatibel und
einige nicht kompatibel sind mit dem verbindenden Haftstoff und
mit dem thermoplastischen Film. Ein Verfahren zur Herstellung eines
bahnförmigen
Verbundmaterials und eines Kleidungsstückes, welches aus dem bandförmigen Material
hergestellt ist, wird auch geliefert.
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Verfahren
der Haftlaminierung, der thermischen Laminierung und der Extrusionsbeschichtung
sind alle eingesetzt worden, um Verbundbahnen aus einem faserigen,
nicht gewebten Substrat und aus einen für Wasserdampf durchlässigen und
für Flüssigkeit
im Wesentlichen undurchlässigen
Film herzustellen. Es ist möglich gewesen,
solche Verbundbahnen mit guten Barriereeigenschaften herzustellen,
und zwar so lange, wie der für Wasserdampf
durchlässige
Film relativ dick war (d.h. dicker als etwa 25 Mikrometer). Es hat
sich jedoch als schwierig herausgestellt, solche Verbundbahnen mit
dünneren
Filmen herzustellen, ohne dass dabei wichtige Barriereeigenschaften
geopfert werden. Sehr dünne
für Wasserdampf
durchlässige
Filme sind in einer Verbundbahn wünschenswert, weil dünnere Filme
einen größeren Fluss
an Wasserdampf durch die Verbundbahn hindurch erleichtern und weil
dünnere
Filme weniger von dem Filmmaterial verwenden und dementsprechend kostengünstiger
herzustellen sind.
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Eine
Haftlaminierung wird in einem Schritt anschließend an die Filmherstellung
durchgeführt.
Damit eine Haftlaminierung durchführbar ist, muss der für Wasserdampf
durchlässige
Film genügend
Zugfestigkeit und Zerreißfestigkeit
aufweisen, so dass der Film hergestellt, auf eine Rolle aufgewickelt
und später
abgewickelt werden kann und dass derselbe dann während des Verfahrens der Haftlaminierung
gehandhabt werden kann. Es ist schwierig für Wasserdampf durchlässige Filme,
die weniger als etwa 1 mil (25 Mikrometer) Dicke aufweisen, während des
Verfahrens der Haftlaminierung zu handhaben, ohne dass dabei der
Film reißt
oder sich Fehler in den Film einschleichen.
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Eine
thermische Laminierung von für
Wasserdampf durchlässigen
Filmen, die weniger als 25 Mikrometer dick sind, hat zu bahnförmigen Verbundmaterialien
mit unangemessenen Barriereeigenschaften geführt. Wenn Verbundbahnen durch
eine thermische Laminierung eines dünnen Filmes auf ein faseriges
Substrat hergestellt werden, dann begegnet man den oben beschriebenen
Problemen, welche mit der Haftlaminierung verbunden sind. Um die
thermische Laminierung durchzuführen
muss der Film zusätzlich
erhöhten
Temperaturen und Drücken
unterzogen werden, um so den Film zu erweichen und denselben in
einen mechanischen Eingriff mit dem faserigen Substrat zu zwingen.
Im Allgemeinen nimmt die Bindungsfestigkeit zwischen dem Film und dem
faserigen Substrat mit steigenden Temperaturen der Laminierung und
mit zunehmenden Drücken
in dem Walzenspalt zu. Unglücklicherweise
können
sich dann, wenn die für
Wasserdampf durchlässigen
Filme mit einer Dicke von weniger als 25 Mikrometer erhöhten Temperaturen
und Drücken
unterzogen werden, die benötigt
werden, um eine angemessene Bindungsstärke zwischen den Schichten
in der Verbundbahn zu erhalten, kleine Löcher in dem Film derart entwickeln,
dass die Verbundbahn nicht diejenigen Barriereeigenschaften zeigt,
welche in einer Verbundbahn für
den Einsatzzweck bei medizinischen Gewändern erwünscht sind.
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In
vielen Krankenhäusern
ist es gebräuchliche
Praxis, die Operationskittel nur einmal zu verwenden und die Kittel
danach wegzuwerfen. Es bleibt ein Bedarf bestehen nach atmungsaktiven,
bahnförmigen
Materialien, welche eine hohe Barrierengrenze gegenüber einer
viralen Eindringung aufweisen und welche auch mit geringen Kosten
für den
Einmalgebrauch von medizinischen Wegwerfkleidungsstücken hergestellt
werden können.
Ein ideales Material muss auch fest genug sein, so dass es bei einem
normalen Gebrauch nicht zerreißt
oder ablöst,
ohne Rücksicht
darauf, ob das Material trocken oder nass ist. Dort, wo das bahnförmige Material
als Gewand benutzt wird, ist es auch wichtig, dass das Material
flexibel, weich und drapierbar ist. Außerdem ist es wichtig, dass
dort, wo das bahnförmige
Material als medizinisches Gewand benutzt werden soll, das bahnförmige Material
keine Faserfusseln erzeugt, welche eine medizinische Umgebung kontaminieren
könnten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Eine
Ausführung
nach der vorliegenden Erfindung besteht in einem bahnförmigen Verbundmaterial, welches
für Wasserdampf
durchlässig
und für
Flüssigkeit
hingegen im Wesentlichen undurchlässig ist und welches eine gemäß ISO-811
gemessene hydrostatische Druckhöhenzahl
(hydrohead) von mindestens 50 cm aufweist und eine Durchlässigkeit
für Wasserdampf
von mindestens 600 g/m2/24 Std. und welches
umfasst:
einen für
Wasserdampf durchlässigen,
nicht porösen,
polymeren Film mit einer ersten Seite und mit einer zweiten Seite,
eine
erste nicht gewebte Schicht, welche eine für Wasserdampf durchlässige sowie
eine mit Pulver gebundene und eine nicht gewebte Schicht umfasst,
wobei die mit Pulver gebundene Schicht ein nicht gewebtes Vlies
von Fasern darstellt, bei welchem mehr als 95 Gewichtsprozent der
Fasern in dem nicht gewebten Vliesstoff verträglich mit dem polymeren Film
sind, wobei die erste nicht gewebte Schicht an der ersten Seite
des polymeren Films anhaftet infolge einer Extrusion des Films auf
die erste nicht gewebte Schicht, und
eine zweite für Wasserdampf
durchlässige,
nicht gewebte Schicht, welche an der zweiten Seite des Films anhaftet,
wobei die zweite nicht gewebte Schicht keine mit Pulver gebundene
Schicht darstellt.
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Eine
andere Ausführung
der vorliegenden Erfindung ist auf ein Kleidungsstück oder
auf eine andere Schutzbedeckung ausgerichtet, welches aus solch
einem bahnförmigen
Verbundmaterial hergestellt ist, welches für Wasserdampf durchlässig und
für Flüssigkeit
hingegen im Wesentlichen undurchlässig ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
beiliegenden Zeichnungen, welche in diese Spezifikation mit eingebunden
sind und welche einen Teil dieser Spezifikation bilden, illustrieren
die vorliegenden, bevorzugten Ausführungen der Erfindung und,
zusammen mit der Beschreibung, dienen sie dazu, die Grundsätze der
Erfindung zu erklären.
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1 ist
eine Querschnittsansicht der bahnförmigen Verbundstruktur gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine schematische Darstellung eines Verfahrens, durch welches die
mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht der Verbundbahn gemäß der Erfindung
durch Extrusion mit der Filmschicht beschichtet wird.
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3 ist
eine schematische Darstellung eines alternativen Verfahrens, bei
welchem ein Zweilagenfilm auf die mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht coextrudiert wird.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
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Der
Ausdruck "Kompatibilität", so wie er hierin
verwendet wird, bezieht sich auf das Maß, bis zu welchem Polymermaterialien
miteinander mischbar sind und/oder miteinander in Wechselwirkung
treten können. "Inkompatible" Materialien, so
wie der Ausdruck hierin verwendet wird, bedeuten solche Materialien,
die im Wesentlichen nicht miteinander mischbar sind und/oder welche
nicht miteinander in Wechselwirkung treten können. Inkompatible Materialien
befeuchten sich nicht gut oder haften nicht gut aneinander, selbst
dann nicht, wenn sie erhitzt werden. So wie hierin verwendet sind "kompatible" Materialien solche
Materialien, die gemäß der obigen
Definition nicht "inkompatibel" miteinander sind.
Für die
Zwecke dieser Anmeldung wird eine Faser als kompatibel mit einem
synthetischen Bindemittel oder mit einem anderen Polymer betrachtet,
wenn das Bindemittel oder das andere Polymer mit Material mischbar
ist, welches die Mehrheit der Faser umfasst und wenn das Bindemittel
oder das andere Polymer die Faser leicht befeuchtet oder wenn das
Bindemittel oder das andere Polymer gut an der Faser anhaften kann.
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Der
Ausdruck "nicht
gewebter Vliesstoff nicht gewebte Bahn bzw. Schicht oder nicht gewebtes
Vlies", so wie er
hierin verwendet wird, bedeutet eine Struktur aus einzelnen Fasern
oder Filamenten, welche in einer zufälligen Art und Weise angeordnet
sind, um ein ebenes Material ohne ein identifizierbares Muster zu
bilden, dies auf anderen Wegen als durch Stricken oder Weben. So
wie hierin verwendet, steht der Ausdruck "Faser" für
einen ausgedehnten Strang mit einer definierten Länge, wie
etwa Stapelfasern, welche durch ein Zerschneiden eines kontinuierlichen
Stranges in Längen
gebildet werden, und der Ausdruck "Filament" bedeutet im Allgemeinen einen kontinuierlichen
Strang, welcher ein sehr großes
Verhältnis
von Länge
zu Durchmesser aufweist.
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Die
Ausdrücke "mit Pulver gebundenes,
nicht gewebtes Vlies und mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht" beziehen sich, so
wie sie hierin verwendet werden, auf einen gebundenen nicht gewebten
Vliesstoff, welcher durch ein Auftragen eines pulverförmigen Haftmittels
auf ein nicht gebundenes, faseriges Vlies hergestellt wird, wie
etwa auf ein kardiertes Vlies, auf eine derartige Weise, dass das
Pulverhaftmittel quer über die
Dicke des faserigen Vlieses verteilt wird. Es wird ein Pulverhaftmittel
ausgewählt,
welches bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der Fasern
in dem faserigen Vlies schmilzt. Danach wird das Vlies mit dem darin
enthaltenen Pulver erhitzt, um das Pulverhaftmittel zu schmelzen,
ohne dass dabei die Fasern des faserigen Vlieses schmelzen, um auf
diese Weise ein mit Pulver gebundenes, nicht gewebtes Vlies herzustellen.
Mit Pulver gebundene, nicht gewebte Vliesstoffe unterscheiden sich
von Bahnen, welche unter Verwendung von Pulverlaminierungsverfahren
hergestellt werden, wie etwa solche, die in dem U.S. Patent No. 5445874
von Shehata beschrieben worden sind, in welchen ein aktiviertes
Vlies, welches aus einem Haftmaterial besteht, aus einem Haftpulver
gebildet wird. Bei der Pulverlaminierung bindet das Pulverhaftmittel
zwei Substrate zusammen, wie etwa ein gewebtes oder ein nicht gewebtes
Substrat mit einer Filmschicht und das Haftpulver wird primär an der
Schnittstelle zwischen den zwei Substraten konzentriert. Bei der
Pulverlaminierung trägt
das Pulverhaftmittel nicht in irgendeinem signifikanten Ausmaß zu der
Bindung innerhalb des nicht gewebten Substrates bei.
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Der
Ausdruck "Spinnbindung", so wie er hierin
verwendet wird, steht für
eine nicht gewebte Bahn, welche durch eine Schmelzextrusion eines
Polymers zu Strängen
geformt wird, welche abgeschreckt und gezogen werden, gewöhnlich mit
Hilfe von Luft hoher Geschwindigkeit, um die Filamente zu verstärken. Die
Filamente werden auf einer Form gebenden Oberfläche gesammelt und gebunden,
oft durch Ausübung
von Hitze und Druck unter Verwendung einer gemusterten Bindungswalze.
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So
wie hierin verwendet, bedeutet "Maschinenrichtung" die längsverlaufende
Richtung innerhalb der Ebene einer Bahn, d.h. die Richtung, in welcher
die Bahn hergestellt wird. Die "Querrichtung" ist die Richtung innerhalb
der Ebene der Bahn, welche senkrecht zu der Maschinenrichtung steht.
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Der
Ausdruck "Laminat", so wie er hier
verwendet wird, bedeutet ein Verbundmaterial, welches aus zwei oder
mehr Schichten oder Vliesstoffen eines Materials hergestellt wird,
welche aneinander gebunden oder anderweitig aneinander befestigt
worden sind.
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Bezieht
man sich jetzt auf die 1, so wird dort die laminierte
Verbundbahn 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Die laminierte Verbundbahn 10 umfasst
eine für
Wasserdampf durchlässige,
mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht 12, auf welche
ein für
Flüssigkeit
im Wesentlichen undurchlässiger,
für Wasserdampf
aber durchlässiger
Polymerfilm 14 mit Hilfe einer Extrusion drauf beschichtet
worden ist. Der Film 14 kann ein einlagiger oder ein mehrlagiger
Film sein. Eine zweite für
Wasserdampf durchlässige,
nicht gewebte Schicht 16 wird an die Filmschicht gehaftet
auf derjenigen Seite der Filmschicht, welche derjenigen Seite gegenüber liegt,
welche an die mit Pulver gebundene nicht gewebte Schicht angehaftet
worden ist.
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Die
mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht 12, welche
in der Verbundlaminatschicht gemäß der Erfindung
eingesetzt wird, wird hergestellt unter Verwendung von Verfahren,
die nach dem Stand der Technik bekannt sind, wie etwa das von Zimmermann
et al. in dem U.S. Patent 4845583 beschriebene Verfahren. Ein kardiertes
Vlies von Stapelfasern wird wahlweise durch einen das Vlies ausbreitenden
Abschnitt geleitet, bevor ein pulverförmiges Haftmaterial aufgetragen
wird. Vorzugsweise weisen die Stapelfasern des kardierten Vlieses
eine Länge
zwischen etwa 1 und 2 Zoll (2,54 bis 5,08 cm) auf und einen Denier-Wert
zwischen 1 und 2 Denier pro Filament (1,1 bis 2,2 dtex). Ein Haftpulver
wird auf das kardierte Vlies aufgetragen unter Verwendung einer
Vorrichtung für
die Pulverauftragung. Das Pulver tropft auf das Vlies und wird durch
die Gravitation über
das Vlies verteilt. Überschüssiges Pulver
fällt durch
das Vlies hindurch und wird für
die Rückführung eingesammelt.
Das Gewicht des auf dem kardierten Vlies aufgetragenen Pulvers liegt
vorzugsweise in dem Bereich von etwa 8 bis etwa 30 Gewichtsprozent
und stärker
bevorzugt in demjenigen zwischen etwa 15 bis 25 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Gesamtgewicht des kardierten Vlieses und des Haftpulvers.
Das Verbinden der nicht gewebten Schicht kann erzielt werden, indem
man Wärme
auf das mit Pulver infiltrierte Vlies anwendet. Zum Beispiel kann
das Vlies durch einen Ofen geleitet werden, etwa durch einen Infrarotofen,
in dem das Haftpulver schmilzt und die Fasern des Vlieses an den
Faserkreuzungspunkten bindet, an denen die Fasern und das Bindungsmaterial
miteinander in Kontakt kommen. Beim Verlassen des Ofens wird das
Vlies mit Hilfe eines Walzenspaltes einem leichten Druck unterworfen.
Die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht verfügt vorzugsweise über ein
Basisgewicht in dem Bereich von 13,8 g/m2 bis
60 g/m2, stärker bevorzugt in dem Bereich
von 16 g/m2 bis 34,5 g/m2 und
am stärksten
bevorzugt von 16 g/m2 bis 29,6 g/m2.
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Eine
mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht 12 wird vorzugsweise
aus einem kardierten Vlies von Stapelfasern hergestellt, in welchen
die Fasern aus einem synthetischen Polymer bestehen, welches sowohl
mit dem Polymer der Filmschicht 14 als auch mit dem Haftpulver
kompatibel ist, welches verwendet wird, um die Stapelfasern in der
mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Schicht zu binden. Mehr als
95 Gewichtsprozent der Stapelfasern in dem kardierten Vlies, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Stapelfasern in dem kardierten Vlies,
enthalten Fasern, welche mit dem Haftpulver und mit der Filmschicht
kompatibel sind. Wenn der Gehalt an inkompatiblen Stapelfasern in
dem kardierten Vlies über
etwa 10 Gewichtsprozent angehoben wird, dann wird der Bindungsgrad
in der mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Schicht vermindert,
was zu einer mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Schicht mit einer verminderten
Festigkeit führen
kann, was sowohl Probleme bei dem Umgang mit dieser Schicht hervorrufen
kann als auch zu einer gestiegenen Fusselbildung führt. Im
Rahmen der Endnutzeranwendungen wie etwa bei medizinischen Kleidungsstücken und
Tuchmaterialien ist die Fusselbildung besonders unerwünscht.
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Die
faserigen Komponenten der mit Pulver gebundenen, nicht gewebten
Schicht enthalten vorzugsweise einen Polyester wie etwa Poly(ethylenterephthalat),
Poly(1,3-propylenterephthalat) und Copolymere derselben. Solche
Polyesterpolymere sind kompatibel mit Blockpolyethercopolymeren
wie etwa Blockpolyetherestercopolymere, mit Polyurethancopolymeren,
mit Poly(etherimid)estercopolymeren und mit Kombinationen derselben.
Ein Typ einer Polyesterfaser, die verwendet werden kann, besteht
aus geformten Polyesterfasern wie etwa aus Polyesterfasern mit einem
ausgezackten ovalen Querschnitt, so wie dies in dem U.S. Patent 3914488
von Garrafa (abgetreten an DuPont) offenbart wird. Man glaubt, dass
dort wo die Polyesterfasern mindestens 10 Gewichtsprozent solcher
geformter Fasern enthalten, Kanäle
in dem faserigen Substrat erzeugt werden, durch welche Wasserdampf
wirksamer durch die laminierte Verbundbahn transportiert werden
kann. Alternativ können
ein Laminat eines mit Pulver gebundenen Vliesstoffes aus Polyamid
und ein Poly(etheramid)film verwendet werden.
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Das
Pulverhaftmittel, das in der mit Pulver gebundenen, nicht gewebten
Schicht verwendet wird, besteht aus einem thermoplastischen Polymer,
das bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der in dem
kardierten Vlies verwendeten Stapelfasern schmilzt. Es wird ein
Pulverhaftmittel ausgewählt,
welches sowohl mit der Filmschicht kompatibel ist als auch mit mehr
als 95 Gewichtsprozent der Stapelfaserkomponenten des kardierten
Vlieses, um so eine gute Bindung sowohl innerhalb der mit Pulver
gebundenen, nicht gewebten Schicht als auch zwischen der mit Pulver
gebundenen, nicht gewebten Schicht und der Filmschicht zu liefern, welche
darauf extrudiert ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
wird die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht aus einem kardierten
Vlies von Polyesterstapelfasern und aus einem Polyestercopolymer
als Haftpulver hergestellt. Geeignete Polyestercopolymere als Haftpulver
enthalten Polyestercopolymerpulver wie etwa diejenigen, die von EMS-American
Grilon, Inc. erhältlich
sind. Typische Haftmittel aus Copolyester weisen Schmelzpunkte von 100
bis 130°C
auf und sie sind erhältlich
als grobkörnige
Pulver (200–420
Mikrometer oder 70–40
U.S. Standardmaschenzahl), mittlere Pulver (80–200 Mikrometer oder 200–70 U.S.
Standardmaschenzahl) und als Feinpulver (80 Mikrometer oder kleiner,
oder feiner als 200 U.S. Standardmaschenzahl), wobei die mittleren Pulver
bevorzugt werden, wenn mechanische Auftragsgeräte verwendet werden, um das
Haftpulver auf das Vlies aufzutragen.
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Die
Filmschicht 14 enthält
ein polymeres Material, das als ein dünner, kontinuierlicher, für Wasserdampf
durchlässiger
und für
Flüssigkeit
hingegen im Wesentlichen undurchlässiger Film extrudiert werden kann.
Die Filmschicht wird direkt auf die mit Pulver gebundene, nicht
gewebte Schicht extrudiert und sie haftet sowohl an den faserigen
Komponenten als auch an den Haftkomponenten des mit Pulver gebundenen
Vlieses. Vorzugsweise ist der extrudierte Film weniger als etwa
1 mil (25 Mikrometer) dick, stärker
bevorzugt weniger als etwa 0,75 mil (19 Mikrometer) dick und am
stärksten
bevorzugt weniger als etwa 0,60 mil (15,2 Mikrometer) dick. Die
Filmschicht 14 besteht vorzugsweise aus einem Blockpolyethercopolymer
wie etwa aus einem Blockpolyetherestercopolymer, aus einem Polyetheramidcopolymer,
einem Polyurethancopolymer, einem Poly(etherimid)estercopolymer,
aus Polyvinylalkoholen oder aus einer Kombination derselben. Bevorzugte
Copolyetheresterblockcopolymere sind segmentierte Elastomere mit
weichen Polyethersegmenten und harten Polyestersegmenten, so wie
dies von Hagman in dem U.S. Patent 4739012 offenbart worden ist.
Geeignete Copolyetheresterblockcopolymere werden von DuPont unter
dem Namen Hytrel® verkauft. Hytrel® ist
ein registrierter Handelsname von DuPont. Geeignete Copolyetheramidpolymere
sind Copolyamide, welche unter dem Namen Pebax® von
Atochem Inc. von Glen Rock, New Jersey, USA, erhältlich sind. Pebax® ist
ein registrierter Handelsname von Elf Atochem, S.A. von Paris, Frankreich.
Geeignete Polyurethane sind thermoplastische Urethane, welche unter
dem Namen Estane® von The B.F. Goodrich
Company of Cleveland, Ohio, USA, erhältlich sind. Geeignete Copoly(etherimid)ester
sind von Hoeschele et al. in dem U.S. Patent 4868062 beschrieben
worden.
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Ein
bevorzugter Film enthält
eine Schicht eines nicht porösen
(monolitischen) Copolyetherestercopolymers. Monolitische Copolyetherestermembranen
wie diejenigen, die aus einem Hytrel® Copolyetheresterelastomer
hergestellt sind, welches von DuPont verkauft wird, absorbieren
Wasser von der "nassen" Seite der Membran
her in die Polymermatrix und sie lassen das Wasser an der "trockenen" Seite ab, ein Vorgang,
der in der Fachsprache als Vorgang der Pervaporation bezeichnet
wird. Die Geschwindigkeit, mit welcher Wasserdampf auf der trockenen
Seite eines Hytrel® Filmes freigesetzt wird,
hängt von
der Menge des Wassers ab, welche in die Membran hinein diffundiert
ist, was seinerseits von der relativen Feuchtigkeit auf der nassen
Seite der Membran abhängt.
Bei einer sehr hohen, relativen Feuchtigkeit oder wenn flüssiges Wasser
sich im Kontakt mit der Membran auf der nassen Seite befindet, dann
kann die Geschwindigkeit der Wasserdampfübertragung einer Hytrel® Membran
extrem hoch sein.
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Die
Filmschicht 14 wird vorzugsweise mit Hilfe einer Extrusionsbeschichtung
auf die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht aufgetragen.
Bei einem Verfahren einer Extrusionsbeschichtung wird ein gleichmäßiges (monolitisches),
geschmolzenes Extrudat auf die mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht drauf beschichtet. Das geschmolzene Polymer und das mit
Pulver gebundene Vlies werden in einen engen Kontakt gebracht, wenn
das geschmolzene Polymer abkühlt
und mit dem Vlies eine Bindung eingeht. Solch ein Kontakt und solch
eine Bindung können
verstärkt
werden, indem man die Schichten durch einen Walzenspalt hindurchführt, welcher
zwischen zwei Walzen gebildet wird. Alternativ kann das geschmolzene
Polymer in den Kontakt mit dem mit Pulver gebundenen, nicht gewebten
Vlies gezogen werden, indem man das beschichtete Vlies über einen
Saugeinlass derart hinweg leitet, dass ein Vakuum das geschmolzene
Polymer in den Kontakt mit dem Vlies bringt, während das Polymer abkühlt und
mit dem Vlies eine Bindung eingeht. Während des Verfahrens der Extrusionsbeschichtung
kann etwas oder alles von dem Pulverhaftmittel in dem mit Pulver
gebundenen, nicht gewebten Vlies schmelzen, was, so glaubt man jedenfalls,
eine verbesserte Bindung zwischen der dünnen Filmschicht und dem mit
Pulver gebundenen, nicht gewebten Vlies liefert. Man glaubt, dass
die Bindung zwischen der polymeren Filmschicht und dem Haftmittel,
das in dem mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Vlies vorhanden
ist, es leichter macht, einen sehr dünnen, für Wasserdampf durchlässigen Film
herzustellen, welcher im Wesentlichen frei von Gasblasen oder von
anderen Fehlern ist und welcher dazu noch eine relativ hohe Geschwindigkeit
der Übertragung
d.h. Transmission von Wasserdampf gestattet. So wie hierin verwendet,
bedeutet der Ausdruck "Gasblasen
(pinholes)" kleine
Löcher,
welche versehentlich in einem Film gebildet worden sind, entweder
während
der Herstellung oder während
der Bearbeitung des Films.
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Eine
bevorzugte Vorrichtung zum Auftragen der Filmschicht auf die mit
Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht ist in der 2 illustriert
worden. Ein schmelzverarbeitbares Polymer wird in der Form von Pellets
zusammen mit irgendwelchen Zusatzstoffen an einen Einlass 26 eines
Aufgabetrichters 24 eines Extruders heran geführt, vorzugsweise
unter dem Schutz einer Stickstoffspülung. Das Polymer wird geschmolzen und
in einem Schraubenextruder 20 bei einer Schraubengeschwindigkeit
in dem Bereich von 100 bis 200 UpM gemischt, abhängig von den Dimensionen des
Extruders und von den Eigenschaften des Polymers. Die geschmolzene
Mischung wird unter Druck durch eine erwärmte Leitung 28 aus
dem Extruder in eine flache Filmdüse 38 entladen. Das
Polymer wird von der flachen Filmdüse 38 bei einer Temperatur
oberhalb der Schmelztemperatur des Polymers entladen, und zwar vorzugsweise
bei einer Temperatur in dem Bereich von 180°C bis 240°C. Die Polymerschmelze 40,
welche aus der flachen Filmdüse 38 entladen
wird, beschichtet die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht 12,
welche von einer Zuführungsrolle 30 bereitgestellt
wird.
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Vorzugsweise
gleitet das mit Pulver gebundene, nicht gewebte Vlies 12 unter
der Düse
mit einer Geschwindigkeit vorbei, welche mit der Geschwindigkeit
des Extruders abgestimmt ist, um so einen sehr dünnen Film zu erzielen, welcher
vorzugsweise eine Dicke von weniger als 25 Mikrometer aufweist.
Das beschichtete, mit Pulver gebundene, nicht gewebte Vlies tritt
in einen Walzenspalt ein, welcher zwischen der Walze 35 und der
Walze 36 gebildet wird, wobei die Walzen auf einer Temperatur
gehalten werden, welche so ausgewählt wird, dass man eine laminierte
Verbundbahn mit einer Verbundfestigkeit und einer Wasserdampfdurchlässigkeit
so wie gewünscht
erhält.
Die Temperatur der Walzen 35 und 36 liegt vorzugsweise
innerhalb des Bereiches von 10°C
bis 120°C.
Höhere
Temperaturen der Walzen ergeben eine Verbundbahn mit einer höheren Verbundfestigkeit,
während
dagegen tiefere Temperaturen der Walzen Verbundbahnen mit einer
höheren
Wasserdampfdurchlässigkeit
ergeben. Vorzugsweise besteht die den Spalt begrenzende Walze 35 aus
einer glatten Gummiwalze mit einer wenig haftenden Oberflächenbeschichtung,
während
die Walze 36 aus einer Metallwalze besteht. Die den Spalt
begrenzende Walze 35 kann auch eine matte oder eine texturierte
Oberfächenbeschaffenheit
aufweisen, um ein Ankleben der Filmschicht zu verhindern. Eine texturierte
Prägewalze
kann anstelle der Metallwalze als Walze 36 verwendet werden,
wenn eine laminierte Verbundbahn mit einer stärker texturierten Filmschicht
erwünscht
ist. Das Hindurchführen
des beschichteten Vlieses durch den Walzenspalt, welcher zwischen
den kühleren
Walzen 35 und 36 gebildet wird, schreckt die Polymerschmelze
ab, während gleichzeitig
die Polymerschmelze 40 in einen Kontakt gepresst wird mit
den Fasern und mit dem Haftmittel der mit Pulver gebundenen, nicht
gewebten Schicht 12. Eine Wasser enthaltende Eintauchwanne 56 kann
in Kombination mit der Walze 58 verwendet werden, um die
Abschreckgeschwindigkeit zu erhöhen
und um ein Ankleben und Anhaften zu verhindern. Der in dem Walzenspalt
ausgeübte
Druck sollte ausreichend sein, um den gewünschten Bindungsgrad zwischen
dem Film und der nicht gewebten Schicht zu erzielen, aber wiederum nicht
so groß,
dass Gasblasen in der Filmschicht gebildet werden. Das mit Pulver
gebundene Laminat Vliesstoff/Film 10 wird von der Walze 36 auf
eine andere kleinere Walze 39 übertragen, bevor dasselbe auf
einer Sammeltrommel 44 aufgewickelt wird. Die beschichtete,
laminierte Verbundbahn 10 wird von der Walze 36 auf eine
andere kleinere Walze 39 übertragen, bevor sie auf einer
Sammeltrommel 44 aufgewickelt wird.
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Die
zweite nicht gewebte Schicht 16 (1) kann
in den Spalt auf der Seite der Filmschicht eingeführt werden,
welche gegenüber
der Seite liegt, an welcher die mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht 12 anhaftet. Wenn die zweite nicht gewebte Schicht
in die laminierte Verbundbahn auf diese Art und Weise mit eingegliedert
wird, dann wird die Seite der zweiten nicht gewebten Schicht, welche
die Filmschicht berührt,
im Allgemeinen an der Filmschicht anhaften und zwar im Wesentlichen über die
gesamte Oberfläche
derselben hinweg. Dies kann zu einer laminierten Verbundbahn führen, welche
steifer ist als dies für
medizinische Kleidungsstücke
oder für
andere Gewänder
als Endanwendungen erwünscht
ist, und zwar auf Grund des hohen Bindungsgrades zwischen der Filmschicht
und den beiden anderen Schichten, d.h. sowohl der mit Pulver gebundenen,
nicht gewebten Schicht als auch der zweiten nicht gewebten Schicht.
Wenn die zweite nicht gewebte Schicht aus polymeren Fasern oder
Filamenten hergestellt ist, welche mit der Filmschicht unverträglich sind, dann
kann die Bindungsfestigkeit zwischen dem Film und der zweiten nicht
gewebten Schicht so niedrig sein, dass die zweite nicht gewebte
Schicht dazu gebracht wird, sich während des Gebrauchs von der
Filmschicht zu delaminieren. Vorzugsweise beträgt die Bindungsfestigkeit zwischen
dem Film und der zweiten nicht gewebten Schicht mindestens 19,7
Gramm/cm (50 Gramm/Zoll), wenn das bahnförmige Verbundmaterial entweder
nass oder trocken ist, stärker
bevorzugt zwischen 19,7 und 118,2 Gramm/cm (50 und 300 Gramm/Zoll).
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Die
Filmschicht 14 (1) der laminierten Verbundbahn
kann aus mehrfachen Schichten zusammengesetzt sein. Solch ein Film
kann mit Schichten coextrudiert werden, welche aus einem oder aus
mehreren der oben beschriebenen atmungsaktiven, thermoplastischen
Filmmaterialien bestehen. Beispiele solcher für Wasserdampf durchlässigen Mehrschichtfilme,
welche typischerweise eine vergleichsweise stärker hydrophobe Elastomerschicht
und eine vergleichsweise stärker
hydrophile Elastomerschicht umfassen, sind von Ostapchenko in dem
U.S. Patent No. 4725481 offenbart worden. In einer bevorzugten Ausführung wird
ein Mehrschichtfilm (in einer Zweilagenausführung) auf die mit Pulver gebundene,
nicht gewebte Schicht 12 extrudiert, wobei die vergleichsweise
stärker
hydrophobe Elastomerschicht nach außen von dem mit Pulver gebundenen Vlies
zeigt und die vergleichsweise stärker
hydrophile Elastomerschicht an die mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht gebunden ist. Typischerweise zeigt die hydrophobe Elastomerschicht
für eine
gegebene Dicke eine geringere Geschwindigkeit der Übertragung
von Wasserdampf als die hydrophile Elastomerschicht auf Grund ihres
vergleichsweise niedrigeren Feuchtigkeitsgehalts unter den Einsatzbedingungen.
Wenn sie jedoch in einer vergleichsweise dünnen Schicht eingesetzt wird,
dann vermindert die Wirkung der hydrophoben Filmschicht mit ihrem
niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt die Übertragungsgeschwindigkeit
von Wasserdampf der gesamten laminierten Verbundbahn nicht wesentlich.
Vorzugsweise macht das vergleichsweise stärker hydrophobe Elastomer zwischen
20 und 30 Prozent der Gesamtdicke der Verbundfilmschicht aus. Medizinische Kleidungsstücke werden
bevorzugt aus der laminierten Verbundbahn gemäß der Erfindung hergestellt,
wobei die zweite nicht gewebte Schicht nach außen gekehrt ist, weg gerichtet
von der Person, welche das Kleidungsstück trägt. Die vergleichsweise stärker hydrophobe
Schicht, welche an die zweite nicht gewebte Schicht gebunden ist,
schwellt weniger an und führt
zu weniger Faltenbildung des Vliesstoffes, wenn die äußere Oberfläche des
Kleidungsstückes
mit wässrigen
Materialien in Berührung
kommt, verglichen mit einem Kleidungsstück, welches mit der zweiten
nicht gewebten Schicht hergestellt ist, welche in die Richtung der
Person zeigt, welche das Kleidungsstück trägt. Weil der überwiegende
Teil der Filmschicht aus der vergleichsweise stärker hydrophilen Schicht besteht,
hält das
Kleidungsstück
eine ausgezeichnete Übertragungseschwindigkeit
von Wasserdampf aufrecht, um den Komfort des Kleidungsträgers zu
gewährleisten.
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Die 3 illustriert
ein Verfahren für
die Extrusionsbeschichtung eines Zweischichtfilms auf eine mit Pulver
gebundene, nicht gewebte Schicht. Ein erstes schmelzverarbeitbares
Polymer wird in der Form von Pellets zusammen mit irgendwelchen
Zusatzstoffen an einen Einlass 26 eines Aufgabetrichters 24 eines
Extruders heran geführt,
während
ein zweites schmelzverarbeitbares Polymer in der Form von Pellets
zusammen mit irgendwelchen Zusatzstoffen an einen Einlass 26' eines Aufgabetrichters 24' eines Extruders
heran geführt wird.
Das Polymer wird geschmolzen und in den Schraubenextrudern 20 und 20' bei Schraubengeschwindigkeiten
gemischt, welche von den Dimensionen der Extruder und von den Eigenschaften
des Polymers abhängig
ist. Die geschmolzene Mischung wird unter Druck aus dem Extruder
heraus durch erwärmte
Leitungen hindurch in einen die Schmelze zusammenführenden
Block 34 entladen, in welchem eine Mehrschichtschmelze gebildet
wird, welche als ein Mehrschichtfilm durch eine flache Filmdüse 38 extrudiert
wird. Das Polymer wird von der flachen Filmdüse 38 bei einer Temperatur
oberhalb des Schmelzpunktes der Polymermischung entladen, und zwar
vorzugsweise bei einer Temperatur in dem Bereich von 180°C bis 240°C. Die Polymerschmelze 40,
welche aus der flachen Filmdüse 38 entladen
wird, beschichtet die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht 12,
welche von einer Zuführungsrolle 46 bereitgestellt
wird. Vorzugsweise passiert die mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht 12 unter der Düse 38 mit
einer Geschwindigkeit vorbei, welche mit der Geschwindigkeit der
Extruder abgestimmt ist, um so eine Filmdicke von weniger als 25
Mikrometer zu erhalten, vorzugsweise weniger als 19 Mikrometer auf
der mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Schicht. Das beschichtete
Vlies tritt in einen von Walzen begrenzten Spalt ein, welcher zwischen
der Walze 52 und der Walze 54 gebildet wird, welche
auf einer Temperatur gehalten werden, die so ausgewählt wird,
dass man eine laminierte Verbundbahn mit einer gewünschten
Bindungsfestigkeit und Durchlässigkeit
für Wasserdampf
erhält. Eine
Wassertauchwanne 56 mit der damit assoziierten Walze 58 kann
verwendet werden, um die Abschreckgeschwindigkeit zu erhöhen und
um ein Ankleben und Anhaften zu verhindern. Alternativ kann ein
Wassernebel auf die Filmschicht aufgetragen werden oder ein Wasserbad,
welches mit der Walze 52 assoziiert ist, kann verwendet
werden. Eine wahlweise gekühlte
Abschreckwalze 50 kann verwendet werden, um ein zusätzliches Abkühlen zu
liefern, bevor das laminierte Verbundbahnprodukt auf einer Sammelrolle 60 aufgewickelt
wird.
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Die
zweite nicht gewebte Schicht 16 (1) wird
vorzugsweise aus Fasern oder Filamenten eines schmelzverarbeitbaren
Polymers hergestellt wie etwa aus Polypropylen, Polyethylen oder
Polyester, welche heiß versiegelt
werden können,
um Säume
an medizinischen Kleidungsstücken
zu bilden. Beispiele nicht gewebter Vliesstoffe, welche als die
zweite nicht gewebte Schicht geeignet sind, erstrecken sich auf
Spinnvliesstoffe, auf durch Wasserverschlingung, durch Nähwirken
und durch Schnell(flash)-versponnenen erzeugte, plexifaserförmige, nicht
gewebte Vliesstoffe. Zum Beispiel können durch Wasserverschlingung
erzielte Sontara® Polyestervliesstoffe
oder durch Schnellverspinnung erhaltene Tyvek® Polyethylenbahnen,
welche bei DuPont erhältlich
sind, als die zweite nicht gewebte Schicht in der laminierten Verbundbahn
gemäß der Erfindung verwendet
werden. Wenn eine schnell versponnene Bahn als die zweite nicht
gewebte Schicht verwendet wird, dann ist sie vorzugsweise punktgebunden
und geschmeidig gemacht worden, um die gewünschte Anfühlbarkeit und Drapierbarkeit
zu liefern. Nicht gewebte Spinnvliesstoffe aus Polypropylen oder
Polyester werden bevorzugt. Die zweite nicht gewebte Schicht weist
vorzugsweise ein Basisgewicht in dem Bereich von etwa 0,5 oz/yd2 bis 2 oz/yd2 (17
g/m2 bis 68 g/m2)
auf, stärker
bevorzugt in dem Bereich von etwa 0,8 oz/yd2 bis
1,2 oz/yd2 (27 g/m2 bis
40,7 g/m2). Dickere Schichten führen im
Allgemeinen zu einer stärkeren
Saumfestigkeit, wenn medizinische Kleidungsstücke mit heiß versiegelten Säumen hergestellt
werden, wobei die zweite nicht gewebte Schicht die äußere Oberfläche des
Kleidungsstückes
bildet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
besteht die zweite nicht gewebte Schicht aus einem nicht gewebten
Vliesstoff aus Polypropylen wie etwa ein Spinnvliesstoff aus Polypropylen.
Polypropylen schmilzt bei einer tieferen Temperatur als Polyesterprodukte
wie etwa Poly(ethylenterephthalat), was daher tiefere Temperaturen
für das
Heißversiegeln
der Nähte
bzw. Säume
bei den medizinischen Kleidungsstücken erfordert. Heiß versiegelte
Nähte werden
im Allgemeinen hergestellt durch eine Überlagerung von zwei laminierten
Verbundbahnen, wobei das, was die äußere Oberfläche des Kleidungsstückes bilden
wird (z.B. Spinnvliesstoff aus Polypropylen), aneinander gegenseitig
zugewandt sind. Wenn ein Kleidungsstück mit der zweiten nicht gewebten Schicht,
welche die äußere Oberfläche des
Kleidungsstückes
bildet, hergestellt wird, dann wird eine Naht gebildet, indem die
Kante der überlagerten
Bahnen mit einem erhitzten Stab berührt wird, welcher beide der
zweiten nicht gewebten Schichten miteinander verschmilzt, wodurch
eine Naht mit einer Breite gebildet wird, welche annähernd dieselbe
ist wie die Breite des erhitzten Stabes. Tiefere Temperaturen für das Heißversiegeln werden
bevorzugt, weil es dann weniger wahrscheinlich ist, dass die Filmschicht
der laminierten Verbundbahn während
des Verfahrens des Heißversiegelns
schmilzt oder degradiert. Man hat herausgefunden, dass man dann,
wenn die zweite nicht gewebte Schicht ein nicht gewebter Vliesstoff
aus Polypropylen ist, eine höhere Nahtfestigkeit
und eine höhere
an der Naht gemessene, hydrostatische Druckhöhenzahl erhält, im Vergleich mit nicht
gewebten Polyesterstoffen.
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Die
zweite nicht gewebte Schicht kann mit dem mittels Extrusion beschichteten,
mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Vlies eine Haftverbindung
eingehen unter Verwendung herkömmlicher
Verfahren der Haftlaminierung, einschließlich der Pulverlaminierung,
der Heißschmelzlaminierung
und der nassen Haftlaminierung. Die Laminierung wird vorzugsweise
in einer Art und Weise bewerkstelligt, welche eine laminierte Verbundbahn
mit der gewünschten
Geschmeidigkeit und Drapierbarkeit liefert und eine Geschwindigkeit
der Übertragung
von Wasserdampf von mindestens 600 g/m2/24
Stunden, vorzugsweise von 1000 g/m2/24 Stunden
gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführung
wird die zweite nicht gewebte Schicht mit der Filmseite des mittels
Extrusion beschichteten, mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Vlieses
verbunden unter Verwendung eines Haftmittels, welches auf diskrete
Flächen
so aufgetragen worden ist, dass die zwei Komponenten intermittierend
gegenseitig miteinander verbunden werden. Zum Beispiel kann das
Haftmittel in einem Muster aufgetragen werden oder als zufällig orientierte
Filamente. Das Haftmittel wird vorzugsweise mit etwa 2 g/m2 bis 4 g/m2 aufgetragen.
Wenn die Beladung mit dem Haftmittel zu hoch ist, dann wird die
laminierte Verbundbahn steifer als erwünscht. Wenn sie zu gering ist,
dann wird die Bindungsfestigkeit zwischen dem Film und der zweiten
nicht gewebten Schicht zu gering sein. Vorzugsweise beträgt die Bindungsfestigkeit
zwischen dem Film und der zweiten nicht gewebten Schicht mindestens
19,7 Gramm/cm (50 Gramm/Zoll), wenn das bahnförmige Verbundmaterial entweder nass
oder trocken ist, stärker
bevorzugt beträgt
sie zwischen 19,7 und 118,2 Gramm/cm (50 Gramm/Zoll und 300 Gramm/Zoll).
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Das
mittels Extrusion beschichtete, mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Vlies ist im Allgemeinen weniger drapierbar und stärker geräuschvoll
als dies für
den Gebrauch von Kleidungsstücken
erwünscht
ist. Man glaubt, dass dies dem höheren
Bindungsgrad zwischen dem Film und der mit Pulver gebundenen, nicht
gewebten Schicht zuzuschreiben ist und zwar auf Grund des hohen
Grades an Kompatibilität
zwischen diesen Schichten. Überraschenderweise
hat man herausgefunden, dass dann, wenn die zweite nicht gewebte
Schicht intermittierend an der Seite der Filmschicht anhaftet, die
der Seite gegenüber
liegt, an welcher die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht
anhaftet, die Drapierbarkeit der laminierten Verbundbahn gemäß der vorliegenden
Erfindung dann deutlich verbessert ist und das Geräusch der
laminierten Verbundbahn deutlich vermindert ist, im Vergleich mit
dem mittels Extrusion beschichteten, mit Pulver gebundenen Vlies.
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Wenn
man es für
Endnutzungen als Kleidungsstück
wie etwa als medizinische Bekleidung einsetzt, dann besitzt die
laminierte Verbundbahn 10 vorzugsweise ein Basisgewicht
zwischen etwa 1,2 oz/yd2 und 3 oz/yd2 (41 g/m2 bis 102
g/m2) und stärker bevorzugt zwischen etwa
1,8 oz/yd2 und 2,5 oz/yd2 (61
g/m2 bis 85 g/m2),
eine Greifzugfestigkeit von mindestens 11 lb/Zoll (1925 N/m) und
stärker
bevorzugt von mindestens 15 lb/Zoll (2625 N/m) sowohl in der Maschinenrichtung
als auch in der Querrichtung, eine hydrostatische Druckhöhenzahl
(hydrohead) von mindestens 50 cm und eine Durchlässigkeit für Wasserdampf von mindestens
600 g/m2/24 Std., vorzugsweise von mindestens
1000 g/m2/24 Std. Die laminierte Verbundbahn
gemäß der Erfindung
liefert auch eine virale Barriere, wobei keine virale Eindringung
innerhalb von 24 Stunden nachgewiesen wird, wenn die Messung gemäß ASTM F1671
vorgenommen wird. Die Bindungsfestigkeit zwischen dem Film und einer
jeden der nicht gewebten Schichten der Verbundbahn beträgt vorzugsweise
mindestens 0,1 lb/Zoll (0,18 N/cm) und stärker bevorzugt mehr als etwa
0,15 lb/Zoll (0,26 N/cm).
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Wenn
die laminierte Verbundbahn für
den Gebrauch bei medizinischen Kleidungsstücken vorgesehen ist, dann werden
die faserigen Komponenten der mit Pulver gebundenen, nicht gewebten
Schicht und der zweiten nicht gewebten Schicht vorzugsweise so ausgewählt, dass
sie ein gewisses Maß an
Hydrophobie aufweisen. Fasern oder Filamente mit daran aufgetragenen
hydrophilen Appreturen werden im Allgemeinen weniger bevorzugt.
Hydrophile Fasern oder Filamente können dazu beitragen, dass sich
die nicht gewebten Schichten infolge der Kapillarwirkung mit Flüssigkeiten
wie etwa mit Blut voll saugen, wenn die Flüssigkeit die Kante des Vliesstoffes
berührt,
so wie dies bei dem Ärmel
eines medizinischen Kleidungsstückes
geschehen kann. Man hat auch herausgefunden, dass sehr feine Fasern
oder Filamente (niedriger dtex-Wert pro Filament) zu diesem Problem
beitragen. Die faserigen Komponenten der nicht gewebten Vliese sind
vorzugsweise nicht kleiner als etwa 1 Denier pro Filament (1,1 dtex)
und stärker
bevorzugt nicht kleiner als 1,5 Denier pro Filament (1,65 dtex).
Medizinische Kleidungsstücke
werden bevorzugt aus der laminierten Verbundbahn gemäß der Erfindung
hergestellt, wobei die zweite nicht gewebte Schicht nach außen gekehrt
ist, weg gerichtet von der Person, welche das Kleidungsstück trägt. Die
zweite nicht gewebte Schicht wird bevorzugt mit einer abweisenden
Zusammensetzung behandelt wie etwa über eine fluorchemische Behandlung,
so dass die zweite nicht gewebte Schicht leichter Mischungen aus
Alkohol und Wasser abweisen wird.
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Wie
in den unten stehenden Beispielen gezeigt wird, ermöglicht überraschenderweise
der Gebrauch eines mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Polyestervlieses
als ein tragendes Substrat für
die extrudierte Filmschicht anstelle von nicht gewebten Vliesstoffen,
welche auf herkömmliche
Weise bei den wegwerfbaren medizinischen Kleidungsstücken verwendet
werden, dünnere
Filme und ein geringeres Gesamtbasisgewicht, welche im Rahmen der
laminierten Verbundbahn gemäß der Erfindung
zur Verwendung kommen, während eine überlegene
virale Barriere gewährleistet
wird.
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BEISPIELE
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In
der obigen Beschreibung und in den nicht beschränkenden Beispielen, welche
nun folgen, werden die nachfolgenden Testverfahren eingesetzt, um
verschiedene Merkmale und Eigenschaften zu bestimmen. ASTM bezieht
sich auf die American Society for Testing and Materials, TAPPI bezieht
sich auf die Technical Association of Pulp and Paper Industry (Technische
Vereinigung der Zellstoff- und Papierindustrie), ISO bezieht sich
auf die International Organization for Standardization und INDA
bezieht sich auf die Association of the Nonwoven Fabrics Industry
(Vereinigung der Industrie nicht gewebter Vliesstoffe).
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Basisgewicht:
wird bestimmt gemäß ASTM D-3776,
wobei diese Norm durch die Referenznahme mit hierin eingebunden
wird, und das Basisgewicht wird ausgedrückt in der Einheit g/m2.
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Denier:
wird bestimmt gemäß ANSI-ASTM
D-1577-73, wobei das Gewicht in Gramm pro 9000 Meter Garnlänge gemessen
wird.
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Zugfestigkeit:
wird bestimmt gemäß ASTM D
5035-95, wobei diese Norm durch die Referenznahme mit hierin eingebunden
wird, mit den folgenden Modifikationen. In dem Test wird eine 2,54
cm × 20,32
cm (1 Zoll × 8
Zoll) große
Probe an entgegengesetzten Enden der Probe fest geklemmt. Die Klemmen
werden 12,7 cm (5 Zoll) voneinander entfernt auf der Probe befestigt.
Die Probe wird konstant mit einer Geschwindigkeit von 5,08 cm/min
(2 Zoll/min) so lange gezogen, bis die Probe zerreißt. Die
Kraft beim Bruch wird in Einheiten Pound/Zoll aufgezeichnet und
in die Einheiten Newton/cm umgewandelt als die Zugfestigkeit bis
zum Bruch.
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Filmdicke:
wird bestimmt gemäß dem ASTM
Verfahren D177-64, wobei diese Norm durch die Referenznahme mit
hierin eingebunden wird, und die Filmdicke wird in der Einheit Mikrometer
ausgedrückt.
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Greifzugfestigkeit:
wird bestimmt gemäß ASTM 5034-95,
wobei diese Norm durch die Referenznahme mit hierin eingebunden
wird, und sie wird in der Einheit von Pound/Zoll gemessen und in
der Einheit Newton/cm ausgedrückt.
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Dehnung
bis zum Bruch: bei einem Band ist es ein Maß für den Betrag, um den sich ein
Band dehnen kann, bevor es in einem Bandzugbelastungstest versagt
(abbricht). Eine 1,0 Zoll (2,54 cm) breite Probe wird in den Klemmen,
die 5,0 Zoll (12,7 cm) voneinander entfernt aufgesetzt sind, in
einer mit einer konstanten Dehnungsgeschwindigkeit arbeitenden Maschine
zum Testen der Streckbarkeit befestigt, wie etwa in einer Instron Tischtestmaschine.
Eine kontinuierlich anwachsende Belastung wird auf die Probe mit
einer Geschwindigkeit des Kreuzkopfes von 2,0 Zoll/Minute (5,08
cm/Minute) ausgeübt
bis zum Versagen der Probe. Die Messung wird angegeben in Prozent
der Dehnung vor dem Versagen. Der Test befolgt im Allgemeinen ASTM
D 5035-95.
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Bindungsfestigkeit:
wird gemäß einem
Test gemessen, welcher allgemein dem Verfahren gemäß ASTM D2724-87
folgt, welche Norm durch die Referenznahme mit hierin eingebunden
wird. Der Test wird durchgeführt
unter Verwendung einer mit einer konstanten Dehnungsgeschwindigkeit
arbeitenden Maschine zum Testen der Streckbarkeit, wie etwa einer
Instron Tischtestmaschine. Eine 2,54 cm (1,0 Zoll) × 20,32
cm (8,0 Zoll) große
Probe wird um annähernd
3,18 cm (1,25 Zoll) delaminiert, indem eine Trennung zwischen dem faserigen
Vlies und dem für
Wasserdampf durchlässigen
Film eingeleitet wird. Die getrennten Probenflächen werden in den Klemmen
des Testers eingespannt, welche 5,08 cm (2,0 Zoll) voneinander entfernt
aufgesetzt sind. Der Tester wird gestartet und mit einer Kreuzkopfgeschwindigkeit
von 25,4 cm/Minute (10,0 Zoll/Minute) betrieben. Der Computer startet
mit dem Aufnehmen der Ablesewerte, nachdem die Schlaffheit entfernt
worden ist, nominell bei einer 5 Gramm-Vorbelastung. Die Probe wird über eine
Strecke von etwa 12,7 cm (5 Zoll) delaminiert, wobei genügend Ablesewerte
aufgenommen werden, um einen repräsentativen Durchschnitt an Daten
zu liefern. Die durchschnittliche Bindungsfestigkeit wird in g/Zoll
angegeben. Für
Proben, die über
die gesamten 12,7 cm (5 Zoll) abschälen, betrachtet man die durchschnittliche
Bindungsfestigkeit als die eigentliche Bindungsfestigkeit. Für ein nasses
Testen werden die Proben in Wasser eingetaucht während einer Zeitdauer von 5
Minuten und überschüssiges Wasser
wird vor dem Testen mit Papierhandtüchern entfernt.
-
Hydrostatische
Druckhöhenzahl:
wird gemäß ISO-811
gemessen, was den Widerstand gegenüber einer Wassereindringung
auf einer 7 Zoll × 7
Zoll (18 cm × 18
cm) großen
Testprobe misst. Der Wasserdruck wird auf die Vliesstoffseite der
Testprobe so lange ausgeübt,
bis die Probe an drei Stellen von Wasser durchdrungen ist. Der hydrostatische
Druck wird in Zoll gemessen und in SI Einheiten umgewandelt und
in Einheiten von cm Wasser angegeben. Die Ausrüstung, die verwendet wird,
um die hydrostatische Druckhöhenzahl
zu messen, wurde von Aspull Engineering Ltd., England, hergestellt.
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Wasserdampftransmissionsgeschwindigkeit:
(MVTR = Moisture Vapor Transmission Rate) wird in g/m2/24
Std. angegeben und wird mit einem Lyssy Instrument unter Verwendung
der TAPPI T-523 Testmethode gemessen.
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Virale
Barriere: diese Eigenschaft wird gemäß ASTM F1671 gemessen. ASTM
F1671 ist ein Standardtestverfahren zum Messen des Widerstandes
von Materialien, welche in Schutzkleidungen verwendet werden, gegenüber der
Eindringung von durch Blut übertragenen
Krankheitserregern. Gemäß diesem
Verfahren werden drei Proben eines zu testenden Bahnmaterials herausgefordert
mit 108 Phi-X174 Bakteriophagen, die in ihrer
Größe ähnlich sind
wie der Hepatitis C Virus (0,028 Mikrometer), und mit einer Oberflächenspannung,
die auf 0,042 N/m eingestellt ist, bei einem Druckunterschied von
2 psi (13,8 kPa) während
einer Zeitdauer von 24 Stunden. Die Durchdringung der Probe durch
lebensfähige
Viren wird bestimmt unter Verwendung eines Versuchsverfahrens. Die
Testergebnisse werden in Einheiten von Plaque bildenden Einheiten
(Plaque Forming Units = PFU) pro Milliliter PFU/ml angegeben. Eine
Probe versagt, wenn irgendeine virale Durchdringung durch irgendeine
der Proben nachgewiesen wird. Eine Probe passiert die Prüfung wenn
Null PFU/ml nach einer Testzeitdauer von 24 Stunden nachgewiesen
worden sind.
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Eine
positive und eine negative Kontrolle werden für einen jeden Probensatz durchgeführt. Die
positive Kontrolle besteht aus einer mikroporösen Membran mit einer Porengröße von 0,04
Mikrometer, welche 600 PFU/ml durchlässt. Die negative Kontrolle
besteht aus einer Bahn eines Mylar® Films,
welche 0 PFU/ml durchlässt.
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Handle-o-Meter:
dieser Wert wird gemäß dem INDA
Standard Test (IST) 90.3 gemessen. IST 90.3 ist ein Standardtestverfahren
zur Messung des Widerstandes eines 10,16 × 10,16 cm (4-Zoll × 4-Zoll)
Testvliesstoffes gegenüber
dem Falten, was ein Indikator für
die Weichheit darstellt. Der Handle-o-Meter Wert wird in Gramm-Kraft
wiedergegeben. Für
jede Richtung, sowohl für
die Maschinenrichtung (MD = machine direction) als auch für die Querrichtung
(CD = cross direction), werden die Testergebnisse von beiden Oberflächen gemittelt.
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Berstfestigkeit
nach Mullen: wird gemäß ASTM D-3786
gemessen. ASTM D-3786 ist ein Standardtestverfahren zur Messung
des Widerstandes einer 10,16 × 12,17
cm (4-Zoll × 5-Zoll)
großen
Testprobe gegenüber
dem Bersten unter Verwendung eines hydraulischen Membrantesters.
Die Berstfestigkeit wird in kPa (psi) wiedergegeben. Für ein nasses
Testen werden Proben während
einer Zeitdauer von 10 Sekunden in Wasser eingetaucht und überschüssiges Wasser
wird vor dem Testen mit Papierhandtüchern entfernt.
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Fasergröße: wird
gemessen, indem man ein Testprobenbild mit einer Kamera festhält und das
Bild dann mit einem Bildanalyseprogramm auswertet. Die Entfernung
quer über
die Faserlängskanten
wird als ein Faserdurchmesser gemessen und der durchschnittliche
Faserdurchmesser wird in Mikrometern wiedergegeben.
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Biegelänge: wird
gemäß ASTM D-5732
gemessen. ASTM D-5732 ist ein Standardtestverfahren zur Messung
der Steifheit eines Vliesstoffes. Dieselbe wird bestimmt als die
Länge,
um welche sich ein Teststreifen unter seinem eigenen Gewicht biegt.
Die Länge
des Überhangs
wird in cm wiedergegeben.
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Abstoßung von
Alkohol: wird gemäß INDA IST
80.8 gemessen. INDA IST 80.8 ist ein Standardtestverfahren zur Messung
des Widerstandes von nicht gewebten Vliesstoffen gegenüber der
Ein- und Durchdringung von
wässrigen
Isopropanollösungen.
Die Abweisung von Alkohol wird in Bewertungsskalen wiedergegeben, welche
auf Konzentrationen an Alkohol beruhen. Die höchste Zahl der Testlösung, welche
nicht innerhalb von fünf
Minuten in die Testprobe eindringt, wird aufgezeichnet.
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Elektrostatisches
Abklingen: wird gemäß INDA IST
40.2 gemessen. INDA IST 40.2 ist ein Standardtestverfahren zur Messung
der Zeit, welche erfordert ist, um eine Ladung von der Oberfläche einer
Testprobe zu zerstreuen. Die Testprobe wird mit einer positiven
oder negativen Ladung einer hohen Spannung (5000 V) geladen und
die Zeit für
die Zerstreuung der Ladung wird gemessen. Das elektrostatische Abklingen
wird in Sekunden wiedergegeben.
-
BEISPIEL 1
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Die
in diesem Beispiel verwendete mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht besteht zu 100% aus einem mit Pulver gebundenen, nicht gewebten
Vlies mit einem Basisgewicht von 0,5 oz/yd2 (17
g/m2) (erhalten von HDK Company, Greenville,
South Carolina). Die mit Pulver gebundene, nicht gewebte Schicht
wird aus DuPont Dacron® Typ 54W Polyesterstapelfasern
von 3,81 cm (1,5 Zoll) Länge
und mit einem Denier pro Filament von 1,5 (1,7 dtex) gebildet. Ein
Pulverhaftmittel aus Polyester wird verwendet mit einer Beladung
von 18 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Pulverhaftmittels
und der Stapelfasern in dem nicht gewebten Vlies.
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Das
mit Pulver gebundene, nicht gewebte Vlies wird mittels Extrusion
beschichtet mit einer Polymerfilmschicht aus Hytrel® G4778
Copolyetherester (Schmelzpunkt 208°C Vicat-Erweichungstemperatur von 175°C, Shore
Härte von
47D und eine Wasserabsorption von 2,3%, verkauft von DuPont) unter
Verwendung des in der 2 gezeigten Verfahrens. Das
Hytrel® Polymer
wird in der Form von Pellets in einen Schraubenextruder eingeführt und
bei einer Temperatur von 440°F
(227°C)
geschmolzen und in eine 30 mil (762 μm) × 102 cm Düsenöffnung in einem erhitzten Düsenblock
eingeführt,
welcher bei 232°C
gehalten wird. Das mit Pulver gebundene, nicht gewebte Substrat
wird in einem Abstand von etwa 12 Zoll (30,5 cm) unterhalb der Öffnung der
Düse angeordnet.
Der Film wird mit einer Geschwindigkeit von 116 ft/min (35,4 m/min)
extrudiert, um eine Filmdicke von 0,55 mil (14 Mikrometer) zu erzielen.
Der Film wird mit dem faserigen, mit Pulver gebundenen, nicht gewebten
Substrat verbunden, indem das beschichtete Vlies durch ein Paar
von einen Spalt begrenzenden Walzen mit einem Walzenspaltdruck von
689 kPa (100 psi) hindurchgeführt
wird, um eine laminierte Verbundbahn herzustellen. Die den Spalt
begrenzende Walze, welche der Polymerschmelze zugewandt ist, besteht
aus einer Silikonkautschukwalze mit einer matten Oberflächenbeschaffenheit.
Die Temperatur des Abkühlungsbades
wird bei einer Temperatur von 80°F
(27°C) gehalten.
-
VERGLEICHENDE
BEISPIELE A UND B
-
Die
vergleichenden Beispiele A und B, wie sie unten in der Tabelle 1
angegeben werden, werden in einer Art und Weise hergestellt, die ähnlich ist
wie diejenige der Verbundlaminate nach Beispiel 1 mit der Ausnahme,
dass ein Spinnvlies aus Polypropylen als die nicht gewebte Schicht
verwendet wird anstelle des zu 100% aus einem mit Pulver gebundenen,
nicht gewebten Vlieses aus Polyester. In den vergleichenden Beispielen
A und B wird das Basisgewicht der nicht gewebten Spinnvliesstoffe
aus Polypropylen in dem Bereich zwischen 16,96 und 25,43 g/m2 (0,5 und 0,75 oz/yd2)
variiert. Die nicht gewebten Vliese der vergleichenden Beispiele
A und B werden an die Polymerfilmschicht aus Hytrel® G4778
Copolyetherester bei einer Temperatur von 470°F (243°C) gebunden, um das Polypropylen
teilweise zu schmelzen und um eine angemessene Bindung an die Hytrel® Filmschicht
zu liefern. Es ist notwendig der Hytrel® Filmschicht
ein Kompatibilisierungsmittel (13 Gewichtsprozent Bynel 50E631)
beizufügen,
um die Bindungsfestigkeit an die nicht gewebten Vliese aus Polyolefin
entsprechend den vergleichenden Beispielen A und B zu verbessern.
Dieses Kompatibilisierungsmittel wird nicht in dem Beispiel 1 verwendet.
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VERGLEICHENDES
BEISPIEL C
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Eine
1 mil dicke Polymerfilmschicht aus Hytrel® G4778
Copolyetherester wird auf ein zu 100% aus Polyester bestehendes
nicht gewebtes Wirkfaservlies bei einer Schmelztemperatur von 450–460°F (232–238°C) bei einem
Spaltdruck von 689 kPa (100 psi) mit 91,4 m/min (300 ft/min) extrudiert,
um einen nicht gewebten Verbund Polyesterfilm/Polyester zum Vergleich
mit dem Beispiel 1 herzustellen.
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Die
Vergleiche zwischen den Merkmalen des Beispiels 1 und den vergleichenden
Beispielen sind unten in der Tabelle 1 bekannt gemacht worden.
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Die
Daten in der Tabelle 1 geben einen Hinweis darauf, dass die Verbundlaminate,
welche die mit Pulver gebundenen, nicht gewebten Schichten gemäß der vorliegenden
Erfindung verwenden, in nicht zu erwartender Weise gute virale Barriereneigenschaften
relativ zu den herkömmlichen
Verbundlaminaten zeigen, selbst dann wenn die Polymerfilmschicht
dünner
ist als die Hälfte
der Dicke der herkömmlichen
Verbundlaminate. Ebenso weist das Laminat aus Beispiel 1 der vorliegenden
Erfindung eine bessere Flüssigkeitsbarriereneigenschaft
(hydrostatische Druckhöhenzahl
= hydrohead) auf, während
dasselbe einen grob gleichwertigen MVTR-Wert gegenüber den
vergleichenden Beispielen A und B beibehält. Das vergleichende Beispiel
C versagt bei dem viralen Barrierentest, was darauf hindeutet, dass
selbst dann, wenn das Verbundlaminat aus einer zu 100% aus Polyester
bestehenden nicht gewebten Schicht besteht, dasselbe keine ausreichenden
viralen Barriereneigenschaften aufweist, es sei denn, die nicht
gewebten Schicht besteht aus einer mit Pulver gebundenen Schicht.
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BEISPIEL 2
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Die
in diesem Beispiel verwendete mit Pulver gebundene, nicht gewebte
Schicht (erhalten von HDK Company, Greenville, South Carolina) ist
dieselbe wie diejenige in dem Beispiel 1, aber die Beladung mit
dem Pulver wird auf 20 Gewichtsprozent erhöht. Der Anstieg der Pulverbeladung
kann den Oberflächenabriebwiderstand
der nicht gewebten Schicht und die Bindungsfestigkeit des Hytrel
Films gegenüber
der nicht gewebten Schicht verbessern.
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Das
mit Pulver gebundene, nicht gewebte Vlies aus Polyester wird mit
Hilfe der Extrusion beschichtet mit einem Polymerfilm aus Hytrel® 8206
unter Verwendung des in der 2 gezeigten
Verfahrens von Scapa Tapes, Nordamerika (gelegen in Liverpool, NY).
Hytrel® 8206
Copolyetherester (Schmelzpunkt 200°C, Vicat-Erweichungstemperatur
von 151°C,
Shore Härte
von 45D und Wasserabsorption von 30%, verkauft von DuPont) wird
verwendet. Der Film weist eine Dreischichtstruktur aus einem Coextrusionsverfahren
mit zwei Extrudern auf. Alle drei Schichten bestehen aus Hytrel® 8206.
Zusätzlich
werden 6% eines blauen Farbkonzentrats, welches mit Hytrel® 4056
zusammengemischt wird, in den Extrusionsaufgabetrichter hinein gegeben.
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Das
Hytrel® Polymer
und Zusatzpellets werden getrocknet und in den Aufgabetrichter eingeführt und bei
einer Temperatur von 444°F
(229°C)
geschmolzen. Die Temperaturen in den Zylinderzonen für die Extruder liegen
in dem Bereich von 455 (235) bis 470°F (243°C). Der erwärmte Düsenblock hält seine Temperatur in dem
Bereich von 455 (235) bis 496°F
(258°C)
aufrecht. Der Film wird extrudiert, um eine Filmdicke von 0,6 mil (15
Mikrometer) zu erhalten. Der Druck auf den Walzenspalt beträgt 276 kPa
(40 psi) und die Temperatur der Kühlwalze beträgt 55°F (13°C).
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Die
physikalischen Eigenschaften des Bilaminats aus den Beispielen 1
und 2 sind in der Tabelle 2 aufgelistet.
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Hytrel® 8206
ist für
das Beispiel 2 gewählt
worden, um die Geräuschhöhe des Bilaminats
zu vermindern und auch, um den MVTR-Wert des resultierenden Bilaminats
zu steigern. Hytrel® 8206 weist mehr Ether- als
Esterteile auf, was zu einem weicheren, geschmeidigeren Bahnmaterial
und zu einem höheren
MVTR-Wert führt
als dies bei dem Bahnmaterial der Fall ist, welches unter Verwendung
von Hytrel® G4778
hergestellt worden ist. Man hat herausgefunden, dass Hytrel® G4778
eine größere Festigkeit
und eine geringere Wasserabsorption liefert als Hytrel® 8206.
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BEISPIELE 3–26
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In
diesen Beispielen wird eine zweite Schicht eines nicht gewebten
Vliesstoffes auf die zweilagigen Verbundmaterialien aus den Beispielen
1 und 2 hinzugefügt,
um Trilaminatstrukturen herzustellen. Die Bilaminate aus dem zuvor
erwähnten
Verfahren der Extrusionsbeschichtung werden mit einem nicht gewebten Spinnvlies
aus Polypropylen mit einem Basisgewicht von 20,3 g/m2 (0,6
oz/yd2) laminiert, welches man von BBA Nonwovens
(gelegen in Washougal, WA) erhalten hat. Für die Abweisung von Alkohol
und für
die antistatischen Eigenschaften wird das nicht gewebte Spinnvlies
aus Polypropylen lokal mit einem fluorchemischen Mittel und mit
einem antistatischen Mittel behandelt. Die physikalischen Eigenschaften
des nicht gewebten Spinnvlieses sind in der Tabelle 3 aufgelistet.
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Das
obige nicht gewebte Spinnvlies aus Polypropylen wird mit den bahnförmigen Verbundmaterialien aus
den Beispielen 1 und 2 laminiert unter Verwendung einer auf dem
Schmelzblasen beruhenden Haftlaminierungstechnologie. Drei verschiedene
Typen von Heißschmelz-Klebstoffen
werden bewertet mit Zugabemengen von 1 bis 4 g/m2.
Die Klebstoffe, welche auf linearen Blockcopolymeren aus Polystyrol-polyisopren-polystyrol
beruhen, H2465, H2485 und H2755, sind von Bostik Findley (in Wauwatosa
gelegen, WI) geliefert worden.
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Die
Heißschmelz-Klebstoffe
werden in einen Aufgabebehälter
zugeführt
und in demselben geschmolzen und durch einen isolierten Schlauch
in eine 35,6 cm (14-Zoll) breite ITW DynatecTM Leitung überführt, dies bei
ITW Dynatec, einer Illinois Tool Works Company (gelegen in Hendersonville,
TN), ausgerüstet
mit Düsen mit
Spitzen von 7 Löchern/Zoll
(2,8 Löcher/cm).
Der Klebstoff wird auf die Hytrel® Seite
der zweilagigen Verbundmaterialien schmelzgeblasen mit einer Leitungsgeschwindigkeit
von 183 m/min (600 ft/min), mit einem Luftdruck von 124 kPa (18
psi) und mit einem Spaltdruck von 414 kPa (60 psi). Die Entfernung
von dem Düsenkopf
zu dem Bilaminatsubstrat beträgt
2,54 cm (einen Zoll). Die Pumpengeschwindigkeiten für die Zugabemengen
von 1, 2, 3 und 4 g/m2 betragen 15, 32,
47 bzw. 59 UpM. Die Temperaturen des Aufgabebehälters, des Schlauches, des
Kopfes und der Luft werden ausgewählt auf der Grundlage der Schmelzviskositätseigenschaften
der Heißschmelz-Klebstoffe.
Für H2465
betragen die Temperaturen des Aufgabebehälters, des Schlauches, des
Kopfes und der Luft jeweils 149, 163, 163 und 177°C (300, 325,
325 und 350°F).
Für H2485 betragen
die Verarbeitungstemperaturen 177, 191, 204 und 216°C (350, 375,
400 und 420°F).
Für H2755
betragen die Temperaturen 191, 204, 216 und 216°C (375, 400, 420 und 420°F). Die physikalischen
Eigenschaften der dreischichtigen Verbundmaterialien sind in der
Tabelle 4 aufgelistet.
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Der
allgemeine Trend aus den Versuchen bezüglich der Bindungsfestigkeit
zeigt, dass der Anstieg der Zugabemengen an Heißschmelz-Klebstoff zu einem
Anstieg bei den Bindungsfestigkeiten der dreischichtigen Laminate
führt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die durch die Verwendung von H2755 hergestellten
Trilaminate stärkere
Bindungsfestigkeiten aufweisen, sowohl wenn sie trocken als auch
wenn sie nass sind. Die nassen Festigkeiten von H2755 sind deutlich
größer als
diejenigen von anderen Typen von Klebstoffen. Die Trilaminate, einschließlich des
Beispieles 2, weisen auf Grund der hohen Wasserabsorption (30%)
von Hytrel® 8206
keine nasse Festigkeit auf. In dem nassen Zustand wird das Volumen
des Hytrel® 8026
Filmes erhöht
und die Trilaminate werden leicht delaminiert. Daher werden hohe
nasse Festigkeiten bei den Trilaminaten erzielt, welche das Beispiel
1 als das Bilaminat und H2755 als den Heißschmelz-Klebstoff aufweisen.
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Der
Experte auf diesem Gebiet wird erkennen, dass die Verbundlaminate
gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einer Anzahl von anderen möglichen Anwendungen eine Verwendung
finden können,
in denen eine Durchlässigkeit
für Wasserdampf
in Kombination mit einer Undurchlässigkeit für Flüssigkeit wichtig ist, wie etwa
bei Schutzbedeckungen für
Automobile, Ernten, Haus- und Dachverkleidungen. Die Merkmale der
viralen Barriere gemäß der vorliegenden
Erfindung eignen sich ebenso für
den Einsatz bei anderen Schutzgewändern als bei medizinischen
Kleidungsstücken,
wie etwa bei Schutzgewändern,
um ein Eindringen von Teilchen zu verhindern wie etwa von Asbest;
einen Schutz vor anderen biologischen Agenten wie etwa vor Bakterien;
einen Schutz vor einem Eindringen einer schädlichen Flüssigkeit wie etwa von rauen
Chemikalien; und ein Auskleiden für Reinräume. Ebenso können die
Verbundlaminate der vorliegenden Erfindung Einsatz bei persönlichen Hygiene-
und Pflegeartikeln finden wie etwa bei Windeln, Hygientüchern und
dergleichen. Die Durchlässigkeit für Dampf
im Rahmen der vorliegenden Erfindung trägt mit dazu bei, dass die Verbundlaminate
bei Dampfsterilisationsverpackungen zum Einpacken von chirurgischen
Instrumenten und als Zubehör
bei Sterilisation Verwendung finden.
