DE69919163T2

DE69919163T2 - Dreidimensionale, geformte, feuchtigkeitsdurchlässige und flüssigkeitsundurchlässige gegenstände

Info

Publication number: DE69919163T2
Application number: DE69919163T
Authority: DE
Inventors: Italo Corzani; Gianfranco Palumbo
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-06-09
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2019-06-10
Also published as: AU3842299A; IL139777A0; EP1086165B1; CA2332980A1; KR100429921B1; CA2332980C; BR9911105A; WO1999064499A1; KR20010052730A; PE20000398A1; EP1086165A1; AU756083B2; CA2332917C; CN1305508A; US6498201B1; DE69919163D1; EP1086171A1; EP1944336A3; WO1999064505A1; EP1944336A2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft dreidimensionale Formartikel, die wasserdampfdurchlässig und flüssigkeitsundurchlässig sind und geformte flüssigkeitsundurchlässige Strukturen umfassen, die eine verbesserte Wasserdampfdurchlässigkeit haben und thermoplastische Zusammensetzungen mit größerer Verarbeitungsfähigkeit umfassen. Die dreidimensionalen Formartikel der vorliegenden. Erfindung können eine Vielzahl von Anwendungen finden, bei welchen Wasserdampfdurchlässigkeit zusammen mit Flüssigkeitsundurchlässigkeit wünschenswert ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Artikel, die aus Strukturen bestehen, die eine Flüssigkeitssperre bieten und darüber hinaus wasserdampfdurchlässig sind, sind auf dem Fachgebiet bekannt. Besonders bevorzugt für diese Art von wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Artikeln sind hydrophile thermoplastische Zusammensetzungen, die eine fortlaufende Struktur, z.B. eine fortlaufende Folie bilden, welche das Durchdringen von Wasserdampf durch offenen Poren oder Öffnungen im Material nicht zulässt, aber erhebliche Mengen von Wasserdampf durch die Folie überträgt, indem Wasser auf einer Seite der Folie, wo die Wasserdampfkonzentration höher ist, absorbiert wird und diesen auf der gegenüberliegenden Seite der Folie, wo die Wasserdampfkonzentration niedriger ist, desorbiert oder verdampft.
Zum Beispiel legt WO 95/16746 Folien offen, die aus Mischungen von a) Copolyether-Blockester, Copolyether-Blockamiden (z.B. Pebax^TM) und/oder Polyurethan und b) thermoplastischem Polymer, das mit (a) inkompatibel ist, und c) einem Kompatibilisator hergestellt werden. Die Folien sind flüssigkeitsundurchlässig und haben eine Wasserdampfdurchlässigkeit von etwa 700 g/m²·Tag. Auch US 5.447.783 legt eine dampfdurchlässige wasserundurchlässige Mehrkomponentenfolienstruktur offen, die mindestens drei Schichten hat. Die äußeren Schichten sind hydrophobe Copolyetheresterelastomere mit einer Dicke von 1,3–7,6 Mikrometern und einer Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WVTR) von 400–2.500 g/m²·24 h und die innere Schicht ist ein hydrophiles Copolyetherersterelastomer mit einer Dicke von 7,6 – 152 Mikrometern und einer WVTR von mindestens 3.500 g/m²·24 h.
US 5.445.875 legt ein wasserundurchlässiges, blutundurchlässiges und virusundurchlässiges Laminat offen. Das Laminat besteht aus einem gewebten Stoff/Vlies und einer extrudierten Folie wie zum Beispiel Hytrel^TM mit einer Dicke von etwa 1 mil (25,4 Mikrometer).
Weitere Kompositlaminate werden zum Beispiel beschrieben in US 5.599.610 , das ein dreifach laminiertes Gewebe für Arztkittel bestehend aus äußeren Schichten aus gewebtem Stoff und einer inneren Schicht aus einer mikroporösen Polyurethanmembran. Die mikroporöse Folie hat eine Dicke von 12 – 55 Mikrometer und einer WVTR von 1.100 g/m²·24 h senkrecht und 5.500 g/m²·24 h invertiert (ASTM E96-B). Polyetherpolyurethankleber wird zum Verbinden der Schichten verwendet.
Ähnlich legt US 5.532.053 eine hoch dampfübertragende medizinische Folie offen, die auf nichtgewebtes Material laminiert werden kann. Die Laminatfolie besteht aus einer ersten Schicht eines Polyetherestercopolymers und zweiten und dritten Schichten, die aus einer spezifischen Gruppe von Polymeren ausgewählt werden können. Die Folie hat eine WVTR von mehr als 750 g/m²·24 h (ASTM F1249) und eine Dicke von weniger als 1 mil (25,4 Mikrometer), vorzugsweise 0,6 mit bis 0,75 mil (15 – 19 Mikrometer).
US 4.938.752 legt absorbierende Artikel offen, die aus Folien aus Copolyetherestern bestehen und eine reduzierte Wasserdurchlässigkeit, eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 500 g/m²·24 h (gemessen in einem spezifizierten beschriebenen Test) und eine Dicke von 5 – 35 Mikrometer haben. Ein Trägersubstrat wird nicht offen gelegt.
US 4.493.870 legt ein flexibles wasserundurchlässiges Schichtenprodukt offen, das aus einem Textilmaterial besteht, das mit einer Copolyetheresterfolie bedeckt ist, die eine WVTR von mindestens 1.000 g/m²·24 h (ASTM E96-66) und eine Dicke von mindestens 5 bis 35 Mikrometern hat.
GB 2024100 legt einen flexiblen schichtförmigen wasserundurchlässigen Artikel offen, der aus einer mikroporösen hydrophoben äußeren Schicht, die wasserdampfdurchlässig, aber flüssigkeitsundurchlässig ist, und einer hydrophilen inneren Schicht aus Polyetherpolyurethan mit einer WVTR von mehr als 1.000 g/m²·24 h besteht.
Kunststoffprodukte, die gute mechanische Eigenschaften und hohe Abbaufähigkeit im Boden haben und mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden, sind in EP 805182 beschrieben.
In unserer Patentanmeldung mit dem Titel "Dreidimensionale wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Formartikel umfassend wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Strukturen bestehend aus thermoplastischen Zusammensetzungen mit niedriger Viskosität", die am gleichen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereicht wurde (WO 99/64078), werden dreidimensionale Formartikel offen gelegt, umfassend thermoplastische Zusammensetzungen zur Herstellung von hydrophilen fortlaufenden wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Strukturen, z.B. Schichten, die in diesen Artikeln enthalten sind und bevorzugte Eigenschaften der Wasserdampfdurchlässigkeit und Flüssigkeitsundurchlässigkeit haben. Die thermoplastischen Zusammensetzungen umfassen bevorzugte thermoplastische Polymere wie zum Beispiel Polyurethane, Polyetheramid-Block-Copolymiere, Polyethylenacrylsäurecopolymere, Polyethylenoxid und dessen Copolymere, Polylactid und Copolymere, Polyamide, Polyesterblockcopolymere, sulfonierte Polyester, Polyetheresterblockcopolymere, Polyetheresteramidblockcopolymere, Polyacrylate, Polyacrylsäuren und Derivate, Ionomere, Polyethylenvinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von mehr als 28 Gew.-%, Polyvinylalkohol und dessen Copolymere, Polyvinylether und deren Copolymere, Poly-2-ethyloxazolin und Derivate, Polyvinylpyrrolidon und dessen Copolymere, thermoplastische Cellulosederivate, oder Mischungen davon. Die offen gelegten bevorzugten thermoplastischen Zusammensetzungen lassen sich mit Hilfe von bekannten Verfahren, z.B. Beschichten einer geeigneten Schicht, welche die gewünschte Dicke hat, auf ein Substrat, auch leicht verarbeiten, um eine wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Struktur zu erhalten, die in dem Formartikel enthalten ist, und erleichtern so die Verarbeitung dieser thermoplastischen Zusammensetzung bei der Herstellung dieser Artikel, zum Beispiel ohne die Erfordernis von komplexen Verarbeitungsgeräten wie z.B. Extrusionsapparaten. Dies wird durch Veränderung der Viskosität der thermoplastischen Polymere mit Hilfe der Einbeziehung eines geeigneten Weichmachers in die Zusammensetzung erreicht, der die Viskosität verringert. Dies gestattet für diese bevorzugten thermoplastischen Zusammensetzungen die Anwendung von Prozessbedingungen für das gewählte Formgebungsverfahren, die hinsichtlich von Temperatur und Druck weniger anspruchsvoll sind, z.B. jene, die für die direkte Beschichtung von Heißschmelze mit niedriger Viskosität auf ein Substrat, um eine dampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Struktur in Form einer Folie oder Schicht zu bilden, auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Überraschend wurde entdeckt, dass durch eine geeignete Auswahl des Weichmachers oder einer Mischung von Weichmachern in der thermoplastischen Zusammensetzung ein dreidimensionaler wasserdampfdurchlässiger Formartikel hergestellt werden kann, der aus einer wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Struktur, z.B. einer Folie oder Schicht besteht, welche diese thermoplastische Zusammensetzung umfasst und im Vergleich zu einer entsprechenden Struktur, die aus einer thermoplastischen Zusammensetzung besteht, die keinen Weichmacher oder keine Mischung von Weichmachern enthält, eine verbesserte Wasserdampfdurchlässigkeit hat. Selbstverständlich kann mit dem bevorzugten Weichmacher oder der bevorzugten Mischung von Weichmachern auch die Viskosität der thermoplastischen Zusammensetzung angepasst werden, um die Herstellung dieser Struktur z.B. in Form einer Folie oder Schicht aus der thermoplastischen Zusammensetzung mit Hilfe eines vereinfachten Verfahrens zu gestatten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel, umfassend eine wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Struktur, bestehend aus einer thermoplastischen Zusammensetzung. Die thermoplastische Zusammensetzung umfasst:
ein thermoplastisches Polymer oder eine Mischung von Polymeren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyurethanen, Polyetheramid-Block-Copolymeren, Polyethylenacrylsäurecopolymeren, Polyethylenoxid und dessen Copolymeren, Polylactid und Copolymeren, Polyamiden, Polyesterblockcopolymeren, sulfonierten Polyestern, Polyetheresterblockcopolymeren, Polyetheresteramidblockcopolymeren, Polyacrylaten, Polyacrylsäuren und Derivaten, Ionomeren, Polyethylenvinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von mehr als 28 Gew.-%, Polyvinylalkohol und deren Copolymeren, Polyvinylethern und deren Copolymeren, Poly-2-ethyloxazolin und Derivaten, Polyvinylpyrrolidon und dessen Copolymeren, thermoplastischen Cellulosederivaten, oder Mischungen davon, einem geeigneten kompatiblen hydrophilen Weichmacher oder eine Mischung von hydrophilen Weichmachern,
wobei die thermoplastische Zusammensetzung eine komplexe Viskosität η* von 50 Poise bis 4.000 Poise bei einer Frequenz von 1 rad/s bei einer Temperatur von 210°C oder weniger und eine Viskosität η* von weniger als 2.000 Poise bei einer Frequenz von 1.000 rad/s bei einer Temperatur von 210°C oder weniger aufweist, wobei diese komplexe Viskosität unter Verwendung eines Rheometer RDA-II, erhältlich von Rhometrics Co., gemessen wird, wobei die hydrophilen Weichmacher aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Säuren, Estern, Amiden, Alkoholen, Polyalkoholen oder Mischungen davon besteht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden dreidimensionale wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Formartikel geboten, welche wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Strukturen enthalten, bestehend aus hoch verarbeitungsfähigen thermoplastischen Zusammensetzungen, und die auch eine verbesserte Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen.
Die hoch verarbeitungsfähigen thermoplastischen Zusammensetzungen können die Mehrzahl oder ein einziges Material des dreidimensionalen Formartikels der vorliegenden Erfindung umfassen. Im letzteren Fall wird die Struktur vollkommen aus der thermoplastischen Zusammensetzung hergestellt und der Artikel wird seinerseits vollkommen durch die Struktur gebildet. Alternativ können die thermoplastischen Zusammensetzungen in Kombination mit einem oder mehreren anderen Materialien verwendet werden, um eine zusammengesetzte, in dem Artikel enthaltene Struktur zu bilden, oder die thermoplastische Zusammensetzung kann auch ganz eine Struktur bilden, die dann mit anderen Elementen in dem Artikel der vorliegenden Erfindung kombiniert wird. In vielen Fällen kann bevorzugt werden, dass der Formartikel im Wesentlichen oder ganz durch die thermoplastische Zusammensetzung gebildet wird, welche die Struktur ohne Verwendung von zusätzlichen Materialien bieten kann.
Diese thermoplastischen Zusammensetzungen sind bei der Einbeziehung in die Artikel der vorliegenden Erfindung von Nutzen, die bei ihrer Auslieferung an den Kunden geformt, dreidimensional sind. Diese Artikel haben daher minde stens einen Bereich, der im Gegensatz zu einer zweidimensionalen oder ebenen Form eine dreidimensionale Form oder Gestalt aufweist. Diese dreidimensionale Form oder Gestalt kann einfache oder komplexe Oberflächengeometrien beinhalten. Beispiele zur Illustrierung der Auswahl schließen einfachere Konstruktionen ein, wie zwei an einer Linie, die einen rechten Winkel (90 Grad) bildet, zusammengefügte Ebenen oder eine einfache Kugel bis hin zu komplexeren Konstruktionen, wie zum Beispiel zwei wellenförmigen Flächen, die sich nicht linear schneiden.
Diese Formartikel können in einer geschlossenen Form, wie z.B. ein sphärischer Ball oder ein Würfel geformt sein, oder sie können mit einer oder mehreren Öffnungen geformt sein, wie z.B. ein die Hand bedeckender Artikel oder ein Handschuh.
Infolge einer aufgebrachten Kraft oder von Druck kann der Artikel Verformungen aufweisen, d.h. seine Form oder Gestalt ändern. Diese Verformung kann, obwohl sie nicht auf die folgenden Definitionen beschränkt ist, als allgemeine Ausdehnung oder Zusammenziehung des gesamten Artikels angesehen werden, auf eine Weise durch Veränderung des eingeschlossenen Volumens innerhalb der allgemeinen Grenzen der Oberflächen des Artikels gemessen oder alternativ durch Veränderung des Volumens des abgegrenzten Raums, wie durch die äußersten Flächen des Artikels definiert ist, gemessen.
Diese aufgebrachten Kräfte oder Drücke schließen extern oder intern aufgebrachte Druckerhöhungen oder Verminderungen (Vakuum), mechanische Druckkräfte, und Zugkräfte ein, die innerhalb der Wände des Artikels selbst aufgebracht werden (d.h. Strecken eines Teils der Artikelwand), sind aber nicht auf diese beschränkt.
Wenn die aufgebrachte Kraft oder der Druck entfernt wird, kann die Reaktion des Artikels nach der Verformung von der vollständigen Wiederherstellung der Form bis zu einer irreversiblen Formveränderung reichen.
Diese Artikel können viele Male wieder verwendet oder so konstruiert werden, dass die vorgesehene Lebensdauer des Artikels vor der Entsorgung oder Aufarbeitung auf ein einziges Mal beschränkt ist.
Der dreidimensionale Formartikel der vorliegenden Erfindung kann in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen eingesetzt werden, besonders wenn Wasserdampfdurchlässigkeit erforderlich ist, darüber hinaus Schutz durch eine Flüssigkeitssperre gewünscht wird. Es gibt anderen Anwendungssituationen, wo die Artikel der vorliegenden Erfindung, welche die thermoplastische Zusammensetzung verwendet, andere Sperrfunktionen bieten kann, wie zum Beispiel Pathogensperre, eine Sperre für unerwünschte oder gefährliche Chemikalien wie zum Beispiel jene, die eine schädliche Wirkung auf die menschliche Haut verursachen, oder sie können eine selektive Sperre für andere spezifische Elemente bilden, die zu blockieren sind, wie z.B. spezifische Chemikalien, Gase oder biologische Gebilde.
Die folgenden Abschnitte bieten Beispielkategorien für die Verwendung, wo die Artikel dieser Erfindung nützliche Vorteile bieten können. Die Aufstellung der Kategorien soll Illustrationszwecken dienen und ist nicht alles umfassend und daher nicht einschränkend.
Als illustratives Beispiel besteht eine Kategorie von dreidimensionalen Formartikeln, die für den Menschen und andere Lebewesen von Vorteil sind, grob gesagt aus Schutz-, Hygiene- oder Komfortartikeln wie z.B. – ohne auf diese beschränkt zu sein – die Hand bedeckende Artikel wie Handschuhe, Fingerlinge, Fausthandschuhe, fingerlose Handschuhe; Fuß- oder Beinbedeckungen wie Socken, Schutzstrümpfe, Strumpfhosen, Schuhe, Hausschuhe; Kopfbedeckungen wie Hüte, Mützen; Prophylaxeartikel wie Kondome, in die Vagina eingesetzte Kappen; Gesichtsbedeckungen wie Gesichtsmasken, Nasenschützer, Ohrenschützer mit oder ohne Band; Körperstützvorrichtungen wie z.B. "Sportschutzvorrichtungen" für das männliche Glied, Büstenhalter; geformte Kleidungsstücke zur Verwendung als Unterwäsche, Schutzärmel oder als Teil von Schutzkissen oder vollständig in diese eingearbeitet. Weitere Beispiele für Artikel und Anwendungen schließen ein, sind aber nicht auf diese beschränkt: flexible oder drapierbare Kleidungsstücke für Menschen oder andere Lebewesen wie die nicht einschränkenden Beispiele von Hemden, Hosen, Unterwäsche, Lätzchen, Kitteln; Mänteln, Schals, Umhänge, Strümpfe, Leggings, Röcke, Kleider, etc.; andere flexible oder drapierbare Kleidungsstücke für verschiedene Aufgaben und Beschäftigungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf ärztliche Berufe, Arbeitsstellen in der Landwirtschaft, mechanische Montage und Reparatur, Notdienste, Militär, sportliche Betätigungen, Reinigungspersonal, etc.
Eine bevorzugte Kategorie für dreidimensionale Formartikel gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst diese die Hand bedeckenden Artikel und spezifischer Handschuhe, auch einschließlich Handschuhe, die aus zwei flachen Materialteilen hergestellt sind, wobei mindestens ein Teil des Materials die Struktur dieser Erfindung umfasst, die um einen gemeinsamen Umfang zusammengefügt sind, der in der Regel die Form einer Hand definiert, die später eine vollere dreidimensionale Form mit größerem Volumen annehmen, wenn bei der späteren Verwendung eine Hand durch eine Öffnung eingeführt wird, die innerhalb dieses Durchmessers befindlich ist.
Zu einer weiteren Beispielkategorie für die Verwendung zählen Verpackungen wie zum Beispiel für Lebensmittelprodukte wie z.B. Frischwaren und Bachwaren (Brot, Brötchen, Kuchen) als nicht einschränkende Beispiele.
Eine weitere Beispielkategorie für die Verwendung schließt die Landwirtschaft und den Gartenbau ein, wie als nicht einschränkende Beispiele einen einzelnen Artikel (Behälter, dreidimensionaler "Beutel"), die so platziert werden, dass sie eine einzelne oder eine spezifische Gruppe von Pflanzen teilweise oder ganz einschließen.
Noch eine weitere Beispielkategorie für die Verwendung schließt Möbelschutzabdeckungen wie zum Beispiel Schutzhüllen für Polstersessel und Sofas, etc. ein.
Diese dreidimensionalen Formartikel der vorliegenden Erfindung können mit einer Vielzahl von bekannten thermoplastischen Formverfahren geformt oder gestaltet werden. Eine Klasse dieser Verfahren wird im allgemeinen als "Formgebung" bezeichnet, dabei wird das Material oft unter Verwendung von Stempeln und Matrizen oder Formenkombinationen geformt. Abhängig von der Technik können bestimmte Temperatur- und Druckbedingungen (oder Vakuum) für die Herstellung eines gegebenen Artikels bevorzugt werden. Diese bekannten Formverfahren schließen ein, sind aber nicht auf diese beschränkt: Tauchformen, Blasformen, Spritzguss, Pressformen, Thermoformen, Vakuumthermoformen, Extrusion, Strangpressen, Rotationsformen, Hohlguss, etc.
Anschließend werden Artikel und Formen) getrennt. Häufig kann es zwischen dem Kontakt der thermoplastischen Zusammensetzung und der Trennung des Formartikels und der Form einen Verfahrenszwischenschritt geben. Die Natur des Zwischenschritts oder der Zwischenschritte ist von der Formtechnik, Umweltbedingungen, Materialformat, etc. abhängig. Zum Beispiel muss ein tauchgeformter Artikel möglicherweise verarbeitet werden, um (i) Lösungsmittel vom Artikel zu entfernen, wenn für die Rohstoff-Form der thermoplastischen Zusammensetzung ein lösungsmittelbasiertes Format gewählt wird; (ii) Wasser vom Artikel zu entfernen, wenn für die Rohstoff-Form der thermoplastischen Zusammensetzung ein emulsionsbasiertes Format gewählt wird; oder (iii) wenn für die Rohstoff-Form der thermoplastischen Zusammensetzung ein Heißschmelzformat gewählt wird. Selbstverständlich kann dieser weitere Verfahrenschritt des Entfernens unter Bezugnahme auf die thermoplastischen Zusammensetzungen dieser Erfindung (z.B. Formgebung oder Guss oder Beschichtung) bei jedem hierin beschriebenen bekannten Formverfahren angewendet werden.
Andere bekannte Verfahren für die Herstellung von dreidimensionalen Formartikeln der vorliegenden Erfindung, und zwar für die Verarbeitung der hierin enthaltenen thermoplastischen Zusammensetzungen, umfassen auch: Folien- und Plattenguss; Blasfolientechniken; ein zusätzlicher Verfahrenschritt des Spannens; ein zusätzlicher Schritt des Kalandrierens; ein zusätzlicher Schritt des Abschreckens, ein zusätzlicher Schritt der Wärmebehandlung; etc. Die Art der spezifischen Produktionsbedingungen oder des spezifischen Produktionstyps oder die Reihenfolge der Verfahrenschritte kann in Abhängigkeit von der gewählten Herstellungstechnik, Umweltbedingungen., Materialformat, etc. unterschiedlich sein. Zum Beispiel ist möglicherweise die Einbeziehung eines Verfahrenschrittes erforderlich, um (i) Lösungsmittel, (ii) Wasser zu entfernen oder (iii) Wärme abzuleiten, wie oben unter Bezugnahme auf das Tauchformverfahren beschrieben wurde.
Hinsichtlich des Gussverfahrens kann die thermoplastische Zusammensetzung auf eine in Bewegung befindliche Walze, Band, Gewebe, Trennschichtsubstrat (einschließlich Trennschichtpapiere und Folien) etc. als z.B. Folie oder Platte gegossen werden. Die Folie oder Platte kann später von der Gussoberfläche gelöst werden.
Eine Folie oder Platte kann mit zwei oder mehr Schichten hergestellt werden, wobei mindestens eine der Schichten die thermoplastische Zusammensetzung dieser Erfindung umfasst. Dies kann mit einer Vielzahl bekannter Mittel ausgeführt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Coextrusion, Extrusionsbeschichten, etc.
Die resultierenden Materialien können dann üblicherweise anschließend durch Thermoformen, Vakuumthermoformen und mit anderen bekannten Verarbeitungsverfahren so geformt werden, dass thermoplastische Folien und Platten gebildet oder geformt werden.
Obwohl es manchmal zu bevorzugen sein mag, dass der gesamte geformte Teil des dreidimensionalen Artikels der vorliegenden Erfindung ausschließlich aus der thermoplastischen Zusammensetzung besteht, kann der Artikel ein Komposit mit einem Material oder mehreren Materialien sein. Das Komposit kann zum Beispiel zwei oder mehr Komponenten der spezifischen thermoplastischen Zusammensetzung innerhalb der vorliegenden Erfindung oder verschiedene thermoplastische Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung beinhalten.
Alternativ kann das Komposit mindestens eine Komponente der thermoplastischen Zusammensetzung in Kombination mit einem anderen Material oder mehreren anderen Materialien beinhalten. Diese Materialien umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Fasern, Faserplatten, Vlies, Papiere, Metallfolien, mikroporöse oder poröse Membranen, Folien wie z.B. Polymerfolien, anorganische Strukturen wie z.B. Gipskartonplatten, perforierte Folien oder Folien mit Öffnungen und Papiere, makroskopisch gedehnte Folien, Tuch, im wesentlichen feste Materialien auf Faserbasis, wie z.B. Holz, etc.
Diese anderen Komponenten können nicht-absorbierend, absorbierend sein, Flüssigkeit enthalten, etc.
Vorzugsweise haben die oben beschriebenen Kompositstrukturen eine Wärmedampfübertragungsrate von. mindestens 100 g/m²·24 h, mehr vorzugsweise von mindestens 300 g/m²·24 h und am meisten bevorzugt von mindestens 500 g/m²·24 h.
Dieses Komposit kann später zusammengefügt werden, nachdem mindestens zwei gesonderte Komponenten des dreidimensionalen Formartikels der vorliegenden Erfindung teilweise oder ganz verarbeitet wurden, wobei mindestens eine dieser Komponenten aus der thermoplastischen Zusammensetzung besteht. Diese Komponenten können mit einer Vielzahl von bekannten Ansätzen zusammengebracht werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf HF-Verschweißen, Laserverschweißen, etc.; Crimpen; Haften mittels Verwendung von Haftmitteln, Klebstoffen, Reaktivklebematerialien, Benetzen mit Wasser oder anderen Flüssigkeiten, etc.; mechanische Befestigung oder Verbindung durch Haken- und Ösensysteme, Nägel, Heftklammern, Verbindungselemente aus Eisen wie Haken & Ösen oder Schraube und Mutter; etc.; Nutzung von Anziehungskräften einschließlich elektromagnetischer Kräfte (z.B. Magnetismus) und elektrischer Aufladung (z.B. statische Elektrizität).
Alternativ oder zusätzlich kann anderes Material/ können andere Materialien während des thermoplastischen Formprozesses, z.B. der Formgebung, eingeführt werden, um das gleichzeitige Paaren mit anderem Material/ anderen Materialien während des Schritts der Formung zu einem Kompositartikel zu ermöglichen. Ein zweites Material könnte z.B. eingeführt werden, das zahlreiche einzelne Teile, zum Beispiel Fasern, umfasst. Als nicht einschränkendes Beispiel, kann während des Formgebungsprozesses ein Teil der Oberfläche des Artikels mit einem Fasermaterial in Berührung gebracht werden, um eine beflockte Oberfläche herzustellen, ohne dass herkömmliche Klebstoffe verwendet werden müssen, die normalerweise zum Beflocken benutzt werden. Ein Produktbeispiel wäre ein Handschuh.
Eine weitere nützliche Technik ist der Prozess des Spritzüberzuges. Die thermoplastische Zusammensetzung dieser Erfindung bietet sich für eine Heißsprühtechnik an, weil die Viskosität während des Erhitzens ausreichend herabgesetzt wird, um Spritzüberziehen oder Sputtern zu gestatten. Dieses Spritzüberziehen mit einer thermoplastischen Zusammensetzung kann ohne Hilfe einer Form, weder eines Stempels noch einer Matrize, erfolgen, um Oberflächen oder Wände des Artikels herzustellen. Anschließend werden Artikel und Form (oder Formteile) voneinander getrennt. Wechselweise können beim Spritzüberzugverfahren verschiedene Ausgangsrohmaterialformate der Polymerzusammensetzung, wie z.B. ein Ansatz auf Lösungsmittelbasis oder eine Emulsion verwendet werden.
Für einen Kompositartikel, bei dem der Ansatz des Spritzüberzuges angewandt wird, kann das andere Material selbst eine ausreichend dreidimensionale Struktur bieten, indem das andere Material als Form fungiert und anschließend ausreichend beschichtet wird, der Artikel fertig ist und das oben genannte Trennen des Artikels von der Form vermieden wird. Diese kombinierte Artikelkomponente und Form kann auch eine flache Einlage in einem Handschuh umfassen, der während des Einführens des Polymers, zum Beispiel durch Spitzüberziehen, einigermaßen flach liegt und dann, wenn während der späteren Verwendung eine Hand eingeführt wird, eine vollere Form mit größerem Volumen annimmt.
Die Dicke des Formartikels dieser vorliegenden Erfindung kann konstant sein oder innerhalb der Struktur variieren. Obwohl nicht auf einen spezifischen Dickenbereich beschränkt, kann es in Abhängigkeit von der Anwendung bevorzugte Bereiche geben. Zum Beispiel kann der bevorzugte Bereich für einen getragenen Körperpflegeartikel wünschenswert von einer Dicke von 400 Mikron bis zu weniger als 0,5 Mikron und mehr vorzugsweise in bestimmten Fällen von erheblich weniger als 0,5 Mikro liegen. Eine Anwendung beim Bau oder sogar beim Verpacken kann hingegen in bestimmten Fällen einen bevorzugten Bereich von 200 bis 2.000 Mikron oder noch dicker vorschreiben.
Dieser Artikel kann Bereiche aufweisen, wo kein Polymer vorhanden ist und die von Hohlräumen, die so klein sind, dass sie als mikroporös betrachtet werden müssen, bis zu größeren makroskopischen Hohlräumen reichen. Ein Teil der Oberfläche oder die gesamte Oberfläche des Artikels kann Öffnungen haben, während die Öffnungen eine recht kleine Geometrie, wie ein Loch oder einen Schlitz, aufweisen können; oder die einzelnen Öffnungen können sich über die waagerechte Ebene der Oberfläche hinaus erstrecken. Als Beispiel können die Ausstülpungen eine Öffnung haben, die sich an ihrem Ende befindet. Als weiteres Beispiel sind diese Öffnungen trichterförmig, ähnlich wie jene, die in US 3929135 beschrieben sind. Die in der Waagerechten befindlichen Öffnungen und die am Ende der Ausstülpungen selbst befindlichen Öffnungen können rund oder nicht rund sein, wenn der Querschnitt oder Bereich der Öffnung am Ende der Ausstülpung kleiner ist als der Querschnitt oder Bereich der Öffnung, der sich in der dem Kleidungsstück gegenüber liegenden Oberfläche der Schicht befindet. Vorzugsweise sind diese durch Öffnungen perforierten Folien unidirektional, damit sie eine mindestens im Wesentlichen, wenn nicht vollständige Beförderung der Flüssigkeit in eine Richtung haben.
Geeignete thermoplastische Polymere, die in der thermoplastischen Zusammensetzung dieser Erfindung enthalten sind, schließen Polyurethane, Polyetheramid-Block-Copolymere, Polyethylenacrylsäurecopolymere, Polyethylen oxid und dessen Copolymere, Polylactid und Copolymere, Polyamide, Polyesterblockcopolymere, sulfonierte Polyester, Polyetheresterblockcopolymere, Polyetheresteramidblockcopolymere, Polyacrylate, Polyacrylsäuren und Derivate, Ionomere, Polyethylenvinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von mehr als 28 Gew.-%, Polyvinylalkohol und dessen Copolymere, Polyvinylether und deren Copolymere, Poly-2-ethyloxazolin und Derivate, Polyvinylpyrrolidon und dessen Copolymere, thermoplastische Cellulosederivate, und Mischungen davon ein.
Besonders bevorzugte thermoplastische Polymere sind thermoplastische Polyetheramid-Block-Copolymere (z.B. PebaxTM), thermoplastische Polyetheresteramidblockcopolymere, thermoplastische Polyesterblockcopolymere (z.B. Hyrtel^TM), thermoplastische Polyurethane (z.B. Estane^TM) oder Mischungen davon.
Diese thermoplastischen Polymere oder Mischungen von Polymeren können im geschmolzenen Zustand unter Prozessbedingungen, die üblicherweise die bekannten Prozesse für die Herstellung von Folien oder Schichten sind, z.B. ein Extrusionsprozess mit einem Hochleistungsschneckenextruder, hoch viskos sein. Zum Beispiel können sie eine Viskosität von mehr als 5.000 Poise bei einer Temperatur von 20°C über dem DSC-Schmelzpunkt (Differentialscanning-Kalorimetrie) haben, der die Temperatur, die als jene festgestellt wird, die der DSC-Spitze entspricht, oder die als höchste DSC-Spitze im Falle einer Mischung von Polymeren entspricht, die mehr als eine Spitze aufweisen, und bei einer Frequenz von 1 rad/s ist.
Die Viskosität der thermoplastischen Zusammensetzungen, die in den dreidimensionalen Formartikeln der vorliegenden Erfindung enthalten sind und die bevorzugten thermoplastischen Polymere oder eine Mischung von Polymeren umfassen, kann vorzugsweise geregelt werden, in dem ein geeigneter Weichmacher oder eine Mischung von Weichmachern in die thermoplastische Zusammensetzung einbezogen wird, der mit den thermoplastischen Polymeren kompatibel ist und die Viskosität des thermoplastischen Polymers oder der Mischung von Polymeren im geschmolzenen Zustand herabsetzt.
Die thermoplastischen Zusammensetzungen dieser Erfindung, die den bevorzugten hydrophilen Weichmacher oder Mischung von hydrophilen Weichmachern umfassen, haben die folgenden komplexen Viskositäten (η*):
50 Poise < η* < 4.000 Poise, vorzugsweise 100 Poise < η* < 2.000 Poise, mehr vorzugsweise 100 Poise < η* < 1.000 Poise, bei einer Frequenz von 1 rad/s bei einer Temperatur von 210°C oder weniger und η* < 2.000 Poise, vorzugsweise η* < 1.000 Poise, mehr vorzugsweise η* < 500 Poise, bei einer Frequenz von 1.000 rad/s bei einer Prozesstemperatur (T) von 210°C oder weniger, wobei η* die komplexe Viskosität der thermoplastischen Polymerzusammensetzung darstellt. Vorzugsweise beträgt die Temperatur T 200°C oder weniger und mehr vorzugsweise 180°C oder weniger und am meisten bevorzugt von 200°C bis 50°C.
Die thermoplastischen Zusammensetzungen mit der beschriebenen Komplexität der Viskose sind leichter zu verarbeiten, um die wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Strukturen zu erhalten, die in den Artikeln der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Zum Beispiel gestatten diese thermoplastischen Zusammensetzungen, dass ein Substrat unter typischen Bedingungen für die Beschichtung und mit im Fachgebiet für die Beschichtung von Heißschmelzzusammensetzungen niedrigere Viskosität in einer Schicht mit der erforderlichen Dicke bekannten Apparaten mit einer Folie oder Schicht beschichtet werden kann, während auch die vorteilhaften Eigenschaften der bevorzugten thermoplastischen Polymere, indem sie hydrophile wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Schichten oder Folien bieten, beibehalten werden. Andere bekannte Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Artikeln, wie z.B. Formgebung, Guss und weitere gemäß der obigen Beschreibung nutzen ebenfalls den Vorteil der niedrigeren Viskosität der hierin enthaltenen thermoplastischen Zusammensetzungen.
Mit thermoplastischen Zusammensetzungen mit diesen Viskositäten können auch dünne Folien oder Schichten hergestellt werden.
Es wurde überraschenderweise entdeckt, dass durch die Wahl des hydrophilen Weichmachers oder einer Mischung von hydrophilen Weichmachern, die in der thermoplastischen Zusammensetzung enthalten sind, aus der Gruppe bestehend aus Säuren, Estern, Amiden, Alkoholen, Polyalkoholen oder Mischungen davon im Vergleich zu einer entsprechenden Struktur, die aus einer thermoplastischen Zusammensetzung geformt wird, welche das gleiche thermoplastische Polymer, nicht aber den Weichmacher enthält, der Vorteil einer verbesserten Wasserdampfdurchlässigkeit der resultierenden Struktur, z.B. einer Schicht oder einer Folie, die aus der thermoplastischen Zusammensetzung geformt wird, erreicht wird.
Der bevorzugte hydrophile Weichmacher oder die Mischung von hydrophilen Weichmachern können auch die Viskosität der thermoplastischen Zusammensetzung auf die bevorzugten Werte einstellen, um die Verarbeitung der thermoplastischen Zusammensetzung mit Hilfe eines der oben beschriebenen Verfahren zu erleichtern, zum Beispiel damit diese durch Beschichten eines Substrats mit dieser thermoplastischen Zusammensetzung in einer Schicht oder einem Film der gewünschten Dicke verarbeitet werden kann, um die wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Struktur zu bilden, die in dem dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen Formartikel der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
Bevorzugte hydrophile Weichmacher gemäß der vorliegenden Erfindung sind Ester der Zitronensäure, Traubensäure, Maleinsäure, Sorbinsäure, Fumarsäure, Milchsäure, Glyzerinsäure, Apfelsäure; Glyzerol und seine Ester; Sorbitol; Glykolate; und Mischungen von diesen.
Vorzugsweise umfasst die thermoplastische Zusammensetzung, die in den dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel der vorliegenden Erfindung enthalten ist, von 10 Gew.-% bis 80 Gew.-%, mehr vorzugsweise von 25 Gew.-% bis 70 Gew.-% der thermoplastischen Zusammensetzung an thermoplastischem Polymer oder der Mischung von Polymeren, und von 20 Gew.-% bis 90 Gew.-%, vorzugsweise von 30 Gew.-% bis 75 Gew.-% der thermoplastischen Zusammensetzung, an geeignetem hydrophilen Weichmacher oder einer Mischung von hydrophilen Weichmachern.
Die thermoplastischen Zusammensetzungen, die in den dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel der vorliegenden Erfindung enthalten sind, können darüber hinaus zusätzliche optionale Bestandteile enthalten, um die Verarbeitungsfähigkeit der Zusammensetzungen und auch die mechanischen Eigenschaften sowie andere Eigenschaften wie Haftvermögen, Beständigkeit gegen Alterung durch Licht und Sauerstoff, Aussehen, etc. der Strukturen, z.B. Folien oder Schichten, die aus diesen thermoplastischen Zusammensetzungen geformt werden, weiter zu verbessern.
Diese optionalen Bestandteile schließen klebrig machende Harze oder Mischungen von klebrig machenden Harzen mit einem Erweichungspunkt von 125°C oder weniger ein. Bevorzugte Harze, von welchen bis zu 50 Gew.-% der thermoplastischen Zusammensetzung vorhanden sein können, können aus Harzen und Harzestern, Kohlenwasserstoffestern, aliphatischen Estern, Terpen und Terpenphenolharzen, aromatischen Estern, Cs-Kunstharzen und Mischungen von diesen ausgewählt werden. Andere optionale Bestandteile dieser thermoplastischen Zusammensetzungen schließen Antioxidansen, Anti-UV, Pigmente und Mischungen von diesen ein, die bis zu 10 Gew.-% der Zusammensetzung in der Zusammensetzung vorhanden sein können.
Eine thermoplastische Zusammensetzung, die in den wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Strukturen vorhanden ist, die wiederum in den dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, können mit einem Verfahren hergestellt werden, das üblicherweise die Schritte der Bereitstellung eines thermoplastischen Polymers oder einer Mischung von Polymeren und des geeigneten Weichmachers oder der Mischung von Weichmachern, der Erwärmung der Bestandteile und deren Mischen, z.B. mit einem geeigneten bekannten Mischer enthält, um die thermoplastische Zusammensetzung im geschmolzenen Zustand zu bilden, welche die gewünschte Viskosität η* hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann aus der oben beschriebenen thermoplastischen Zusammensetzung, zum Beispiel durch Beschichten dieser thermoplastischen Zusammensetzung auf ein Substrat, eine wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Struktur gebildet werden.
Die wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Strukturen, z.B. in Form von Filmen oder Schichten, welche diese thermoplastischen Zusammensetzungen umfassen, haben vorzugsweise eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von mindestens 100 g/m²·24 h, vorzugsweise mindestens 300 g/m²·24 h, am meisten bevorzugt von 500 g/m²·24 h.
Ein Verfahren zur Herstellung einer wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Struktur, z.B. in Form einer Schicht oder einer Folie, aus einer thermoplastischen Zusammensetzung, die in einem dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein soll, kann zum Beispiel die Schritte der Bereitstellung dieser Zusammensetzung, der Erwärmung, um sie fließfähig zu machen, und die Beschichtung im geschmolzenen Zustand auf ein Substrat mit einer Schicht, welche die gewünschte Dicke hat, umfassen. Die Struktur kann in einem dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel gemäß der vorliegenden Erfindung mit Hilfe eines der im Fachgebiet bekannten Verfahrens eingeschlossen oder in diesen geformt sein, z.B. die Hand bedeckende Artikel wie Fingerlinge, Fausthandschuhe, fingerlose Handschuhe, Handschuhe oder andere Artikel, die oben beschrieben sind. Während dieses Substrat einfach ein gestaltetes Substrat sein kann, das mit der thermoplastischen Zusammensetzung beschichtet wird, um eine Folie oder Schicht der gewünschten Dicke zu bilden, das anschließend von diesem Substrat getrennt und als solches benutzt wird, kann in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Kompositstruktur geformt werden, welche die thermoplastischen Zusammensetzung und ein Substrat umfasst, das mit dieser thermoplastischen Zusammensetzung beschichtet wird, wobei das Substrat vorzugsweise auch wasserdampfdurchlässig ist.
Diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet eine wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Kompositstruktur, die in einem dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel enthalten ist, wobei der Beitrag der aus der thermoplastischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildeten Schicht zur Leistung des Komposits nur aus der Bereitstellung einer Flüssigkeitssperre besteht und somit so dünn wie möglich vorteilhaft bereitgestellt werden könnte. Das restliche physikalische Leistungskriterium wird durch das bereit gestellte Substrat gebildet, das daher vorzugsweise auch aus Trägerschicht dient.
Das Substrat oder die Trägerschicht kann eine nützliche Schicht sein, die vorzugsweise auch wasserdampfdurchlässig ist, vorzugsweise eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 100 g/m²·24 h, mehr vorzugsweise von mindestens 300 g/m²·24 h und am meisten bevorzugt von mindestens 500 g/m²·24 h hat.
Geeignete Substrate zur Verwendung als Trägerschichten hierin schließen zweidimensionale, ebene mikro- und makroporöse Folien; makroskopisch gedehnte Folien; geformte Folien mit Öffnungen; Vlies- und Gewebeschichten ein. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Öffnungen in diesen Schichten jede Konfiguration aufweisen, sind aber vorzugsweise sphärisch oder länglich und können auch unterschiedliche Abmessungen haben. Die Öffnungen sind vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Schicht verteilt, es sind aber Schichten vorgesehen, bei welchen nur bestimmte Bereiche der Oberfläche Öffnungen haben.
Geeignete zweidimensionale poröse ebene Schichten des Backsheet können aus einem im Fachgebiet bekannten Material angefertigt sein, werden aber vorzugsweise aus allgemein erhältlichen Polymermaterialien hergestellt. Geeignete Materialien sind zum Beispiel Materialien vom Typ Goretex^TM oder Sympatex^TM, die im Fachgebiet wegen ihrer Anwendung in so genannter atmungsaktiver Kleidung gut bekannt sind. Andere geeignete Materialien schließen XMP-1001 der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, USA, und Exxaire XBF-101W ein, das von der Exxon Chemical Company geliefert wird. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff zweidimensionale ebene Schicht auf Schichten mit einer Tiefe von weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, wobei die Öffnungen einen gleichförmigen durchschnittlichen Durchmesser in ihrer Längsrichtung haben und nicht aus der Ebene der Schicht herausragen. Die mit Öffnungen versehenen Materialien zur Verwendung als Backsheet in der vorliegenden Erfindung können unter Anwendung eines der im Fachgebiet bekannten Verfahren hergestellt werden, wie zum Beispiel in EPO 293 482 und den dann enthaltenen Bezugnahmen beschrieben ist. Darüber hinaus können die Abmessungen der mit diesem Verfahren hergestellten Öffnungen durch Aufbringen einer Kraft über die Ebene der Backsheet-Schicht (d.h. Dehnen der Schicht) vergrößert werden.
Geeignete mit Öffnungen geformte Folien schließen Folien ein, die einzelne Öffnungen haben, die sich über die waagerechte Ebene der dem Kleidungsstück gegenüber liegenden Oberfläche der Schicht in Richtung auf den Kern erstrecken und somit Ausstülpungen bilden. Die Ausstülpungen haben eine Öffnung, die sich an ihrem Ende befindet. Vorzugsweise sind diese Ausstülpungen trichterförmig, ähnlich wie jene, die in dem bereits erwähnten US 3.929.135 beschrieben sind.
Geeignete makroskopisch gedehnte Folien zur Verwendung hierin schließen Folien ein, die zum Beispiel in US 4.637.819 und US 4.591.523 beschrieben sind.
Bevorzugte Trägerschichten zur Verwendung hierin schließen Gewebeschichen und Vliesschichten, am meisten bevorzugt hydrophobe Faserschichten wie z.B. hydrophobes Vlies ein.
Die wasserdampfdurchlässigen Sichtkörperstrukturen dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind besonders vorteilhaft, da sie die Möglichkeit zulassen, ein Komposit zu bieten, bei dem die Trägersubstrate mit einer Schicht der thermoplastischen Zusammensetzung in der gewünschten Dicke beschichtet werden kann. Die im Fachgebiet bekannten üblichen Beschichtungsbedingungen und Apparate zur Heißbeschichtung können leicht verwendet werden, um die thermoplastische Zusammensetzung mit der gewünschten Dicke zu bieten.
Ein mögliches Verfahren zur Formgebung eines Kompositlaminats durch Beschichten der thermoplastischen Zusammensetzung auf ein Substrat, das als Trägerschicht dient, ist in PCT Antrag WO 96/25902 beschrieben.
Mindestens bei der Beschichtungstemperatur weist die thermoplastische Zusammensetzung in Form einer Schicht vorzugsweise Klebeeigenschaften auf dem Trägersubstrat auf, um die wasserdampfdurchlässige Kompositstruktur zu bilden, damit kein zusätzlicher Klebstoff erforderlich ist, um eine dauerhafte Befestigung der thermoplastischen Zusammensetzung und des Substrats zu erreichen. Bei manchen Anwendungen kann auch wünschenswert sein, dass die thermoplastische Zusammensetzung bei jeder Temperatur klebrig bleibt, d.h. sie wird so formuliert, dass sie die typischen Eigenschaften eines druckempfindlichen Klebstoffs hat.
Die dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikel der vorliegenden Erfindung, welche die wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Strukturen umfassen, schließen wiederum die oben beschriebenen thermoplastischen Zusammensetzungen mit niedriger Viskosität ein und sind in einer Reihe von Anwendungen nützlich, bei welchen Flüssigkeitsundurchlässigkeit und Wasserdampfdurchlässigkeit wünschenswert sind. Insbesondere kann die vorliegende Erfindung bei dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikeln wirksam genutzt werden, wie z.B. die Hand bedeckende Artikel umfassend Fingerlinge, Fausthandschuhe, fingerlose Handschuhe und vorzugsweise Handschuhe und auch andere oben beschriebene Artikel. Vorzugsweise haben die wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Strukturen, z.B. Schichten oder Komposite, die aus den bisher beschriebenen thermoplastischen Zusammensetzungen geformt sind und in den dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen, flüssigkeitsundurchlässigen Formartikeln der vorliegenden Erfindung enthalten sind, eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate von mindestens 100 g/m²·24 h, mehr vorzugsweise von mindestens 300 g/m²·24 h und am meisten bevorzugt von mindestens 500 g/m²·24 h.
Die bevorzugten hydrophilen Weichmacher dieser Erfindung können auch thermoplastischen Polymeren hinzugefügt werden, die an sich nicht wasserdampfdurchlässig sind, wie z.B. Polyolefine, z.B. Polyethylen oder Polypropylen, oder Styrolblockcopolymere, die alle erheblich sowohl wasserdampfdurchlässig als auch flüssigkeitsundurchlässig sind, um die endgültige thermoplastische Zusammensetzung Wasserdampfdurchlässigkeit zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die komplexe Viskosität η* unter Verwendung eines Rheometers RDA-II, erhältlich von Rhometrics Co., gemessen. Die Wasserdampfdurchlässigkeit wird als Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WVTR) bei 23°C gemäß dem ASTM E-96 "Upright Cup"-Verfahren gemessen.

Claims

Dreidimensionaler wasserdampfdurchlässiger flüssigkeitsundurchlässiger Formartikel, umfassend eine wasserdampfdurchlässige, flüssigkeitsundurchlässige Struktur, wobei die Struktur eine thermoplastische Zusammensetzung enthält, welche umfasst: ein thermoplastisches Polymer oder eine Mischung von Polymeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethanen, Polyetheramid-Blockcopolymeren, Polyethylenacrylsäurecopolymeren, Polyethylenoxid und dessen Copolymeren, Polylactid und Copolymeren, Polyamiden, Polyesterblockcopolymeren, sulfonierten Polyestern, Polyetheresterblockcopolymeren, Polyetheresteramidblockcopolymeren, Polyacrylaten, Polyacrylsäuren und Derivaten, Ionomeren, Polyethylenvinylacetat mit einem Vinylacetatgehalt von mehr als 28 Gew.-%, Polyvinylalkohol und dessen Copolymeren, Polyvinylethern und deren Copolymeren, Poly-2-ethyloxazolin und Derivaten, Polyvinylpyrrolidon und dessen Copolymeren, thermoplastischen Cellulosederivaten, und Mischungen davon, einen geeigneten kompatiblen hydrophilen Weichmacher oder eine Mischung von hydrophilen Weichmachern, wobei die thermoplastische Zusammensetzung eine komplexe Viskosität η* von 50 Poise bis 4.000 Poise bei einer Frequenz von 1 rad/s bei einer Temperatur von 210°C oder weniger und eine komplexe Viskosität η* von weniger als 2.000 Poise bei einer Frequenz von 1.000 rad/s bei einer Temperatur von 210°C oder weniger aufweist, wobei die komplexe Viskosität unter Verwendung eines Rheometer RDA-II, erhältlich von Rhometrics Co., gemessen wird, worin die kompatiblen hydrophilen Weichmacher ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Säuren, Estern, Amiden, Alkoholen, Polyalkoholen, oder Mischungen davon.
Dreidimensionaler wasserdampfdurchlässiger flüssigkeitsundurchlässiger Formartikel nach Anspruch 1, worin der Artikel die Struktur umfasst und worin die Struktur aus der thermoplastischen Zusammensetzung hergestellt ist, wobei die Struktur eine Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WVTR) von mindestens 300 g/m²·24 h bei einer Dicke der Struktur von mindestens 0,5 μm aufweist.
Dreidimensionaler wasserdampfdurchlässiger flüssigkeitsundurchlässiger Formartikel nach Anspruch 2, worin der Artikel aus der Struktur hergestellt ist.
Dreidimensionaler wasserdampfdurchlässiger flüssigkeitsundurchlässiger Formartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Artikel ein die Hand bedeckender Artikel ist.
Dreidimensionaler wasserdampfdurchlässiger flüssigkeitsundurchlässiger Formartikel nach Anspruch 4, worin der Artikel ein Handschuh ist.
Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen wasserdampfdurchlässigen flüssigkeitsundurchlässigen Formartikels nach Anspruch 1, welches die Schritte umfasst: – Bereitstellung der thermoplastischen Zusammensetzung, – Formen der thermoplastischen Zusammensetzung zu der Struktur mittels eines Formgebungs- oder Guss- oder Beschichtungsverfahrens, – Formen der Struktur zu dem Artikel.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die thermoplastische Zusammensetzung in einem lösungsmittelbasierten Format oder in einem Heißschmelzformat oder in einem emulsionsbasierten Format vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin das Verfahren den weiteren Schritt umfasst: – gleichzeitiges Paaren eines zweiten Materials mit der thermoplastischen Zusammensetzung bei der Formung der thermoplastischen Zusammensetzung zu der Struktur, worin die Struktur eine Kompositstruktur darstellt.
Verfahren nach Anspruch 8, worin das zweite Material mehrere separate einzelne Teile umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, worin das zweite Material Flockfasern umfasst, um der Kompositstruktur eine beflockte/velourierte Oberfläche zu verleihen.