ES2870489T3 - Material textil de barrera transpirable para sala blanca - Google Patents

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Abstract

Material textil de barrera transpirable que comprende: una primera capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas; una capa interior de película monolítica compuesta por un polímero transpirable; y una segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas; teniendo cada una de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos una superficie interior unida a una superficie de la capa de película y una superficie exterior lustrada donde las fibras bicomponente termoplásticas están aplanadas al menos parcialmente; teniendo el material textil de barrera transpirable una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 mm y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 mm medido mediante el método de ensayo de tambor de Helmke para un mono de trabajo según la norma IEST-RP-CC003.4.

Description

DESCRIPCIÓN
Material textil de barrera transpirable para sala blanca
Campo técnico
Esta divulgación se refiere en general a una estructura laminada de material compuesto que presenta transpirabilidad, protección de barrera y comodidad, y más particularmente a un material textil de barrera transpirable para equipo de protección personal (o EPP) adecuado para su uso según la norma ISO 14644-1 Clase 3 o entornos de sala blanca inferior u otras aplicaciones higiénicas, y a métodos de obtención de la misma.
Antecedentes
Las salas blancas se usan en prácticamente todas las industrias en las que pequeñas partículas pueden afectar adversamente al procedimiento de fabricación o investigación, tal como la fabricación de semiconductores y componentes electrónicos, industria aeroespacial, farmacéutica, biotecnológica, óptica, de dispositivos médicos y de ciencias biológicas. Una sala blanca es cualquier espacio contenido en el que se toman medidas para reducir la contaminación por partículas, incluyendo contaminantes ambientales tales como polvo, microbios aéreos, partículas de aerosoles y vapores químicos, y controlar otros parámetros ambientales tales como la temperatura, la humedad y la presión. Las salas blancas tienen un nivel controlado de contaminación que se clasifica según el número de partículas por metro cúbico en un tamaño de partícula especificado según el sistema de clasificación de la norma ISO 14644-1 adoptado por la Organización Internacional de Normalización (ISO). En el presente documento se hace referencia a cada clasificación de la norma ISO 14644-1 como “ISO Clase_”. Por ejemplo, el aire ambiental exterior en un entorno urbano típico tiene una concentración de 35.000.000 de partículas por metro cúbico en el intervalo de tamaño de 0,5 |im y de diámetro mayor, que corresponde al nivel más bajo de la norma ISO 14644-1 para salas blancas (norma ISO Clase 9); mientras que el nivel más alto de normas para sala blanca (norma ISO Clase 1) permite una concentración de sólo 10 partículas por metro cúbico en el intervalo de tamaño de 0,1 |im o mayor. La norma ISO Clase 2 permite una concentración de hasta 10 partículas por metro cúbico en el intervalo de tamaño de 0,3 |im y mayor y una concentración de hasta 4 partículas por metro cúbico en el intervalo de tamaño de 0,5 |im y mayor. La norma ISO Clase 3 permite una concentración de hasta 102 partículas por metro cúbico en el intervalo de tamaño de 0,3 |im y mayor y una concentración de hasta 35 partículas por metro cúbico en el intervalo de tamaño de 0,5 |im y mayor.
Además de las estructuras mecánicas de una sala blanca, tal como el equipo de gestión de flujo de aire y los filtros usados para atrapar partículas que tienen un tamaño de 0,3 pm y mayor, los trabajadores de la sala blanca también usan prendas de vestir especiales diseñadas para atrapar los contaminantes generados de manera natural por la piel y el cuerpo y, de ese modo evitar que dichas sustancias contaminen el entorno de la sala blanca. Los posibles contaminantes humanos incluyen bacterias, virus y los millones de escamas de piel que el cuerpo humano desprende a diario. Tales prendas de vestir de sala blanca o equipo de protección personal (EpP) también pueden minimizar la exposición de un trabajador a peligros en la sala blanca, tales como peligros químicos, radiológicos, físicos, eléctricos, mecánicos u otros en el lugar de trabajo, deben permitir que el cuerpo transpire y deben permitir a los trabajadores de la sala blanca la flexibilidad para moverse según sea necesario para realizar todas las tareas requeridas. Dependiendo de la función o la clasificación ISO de la sala blanca, las prendas de vestir de sala blanca pueden incluir batas de laboratorio, redecillas para el cabello, botas, zapatos, delantales, cubrebarbas, gorros de quirófano, monos de trabajo, mascarillas, trajes de trabajo, batas, guantes y protectores de dedos, capuchas, mangas, cubrezapatos y trajes de cuerpo entero de múltiples capas con un aparato de respiración autónomo.
Para impedir adicionalmente la contaminación del entorno de una sala blanca, las propias prendas de vestir de la sala blanca tampoco deben liberar partículas o fibras (es decir, pelusa) durante el transcurso del uso normal. La pelusa se define en el presente documento como las pequeñas partículas de fibra/polvo de fibra que se desprenden de un material textil durante el uso (a diferencia de la abrasión, que es la pérdida de superficie o destrucción física de las fibras cuando se aplica una fuerza mecánica externa, como el roce sobre la superficie del material). La pelusa puede ser una consecuencia de la composición de un material (es decir, fibras cortas que no se unen o no se mantienen bien juntas) o de la energía mecánica, doblándose o estirándose durante el uso. Se usa el método de ensayo de tambor de Helmke para cuantificar la pelusa que se desprende de las prendas de vestir, a través de la aplicación de energía mecánica en condiciones secas como medio para simular el desprendimiento de pelusa de la superficie de la prenda de vestir durante su uso. Tal como lo describió el Instituto de Ciencias y Tecnología Ambientales en 2011, las prendas de vestir según el método de ensayo de tambor Helmke se voltean en un tambor rotatorio para liberar la pelusa del material textil de manera controlada. Se utiliza un contador de partículas automático y específico para tomar muestras del aire dentro del tambor para determinar la concentración promedio de partículas del aire por minuto durante los diez minutos iniciales del ensayo. Esta concentración de partículas se usa para calcular una tasa de emisión de partículas, que luego se compara con una clasificación de limpieza de prendas de vestir de Helmke para un tipo particular de prenda de vestir para determinar la clasificación de limpieza de la prenda de vestir. Por ejemplo, para un mono de trabajo de sala blanca de categoría I según Helmke, el sistema de clasificación requiere una tasa de emisión de partículas de menos de 2.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0.3 pm y menos de 1.200 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |jm. Para un mono de trabajo de sala blanca de categoría II según Helmke, el sistema de clasificación requiere una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im. Para un mono de trabajo de sala blanca de categoría III según Helmke, el sistema de clasificación requiere una tasa de emisión de partículas de menos de 200.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 120.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im.
Hay muchos productos de indumentaria de sala limpia disponibles comercialmente que cumplen con los requisitos de categoría II según Helmke y mejores, tales como los monos de trabajo CRITiCa L COVER® COMFORTECH® ASSURANCE de AlphaProTech, la indumentaria de sala blanca PROCLEAN® de DuPont, el mono de trabajo protector 4565 de 3M, la indumentaria esterilizada de sala blanca KIMTECH PURE* A5 de Kimberly-Clark, y Ty VEK® ISOCLEAN® y TYVEK® MICRO-CLEAN® de DuPont. Sin embargo, las prendas de vestir reutilizables de sala blanca no son fiables, teniendo una eficacia de filtración de partículas y bacterias de aproximadamente el 70% y una disminución del 25% en la eficacia de filtración de bacterias después del lavado y la esterilización. Otras prendas de vestir de sala blanca tienen una eficacia de filtración de partículas y bacterias de entre aproximadamente el 94% y el 98%, y algunas tienen una eficacia de filtración de al menos el 98%, pero usan materiales que no son transpirables, lo que reduce la comodidad de la prenda de vestir y crea rigidez adicional. Tales prendas de vestir incluyen habitualmente un material de película que sirve como capa impermeable a los líquidos acuosos y carece de transpirabilidad, lo que hace que las prendas de vestir sean calientes e incómodas.
Por consiguiente, existe la necesidad de materiales textiles de barrera mejorados para su uso en sala blanca y otros entornos higiénicos, que sean transpirables, suaves al tacto, fuertes y que proporcionen una barrera bacteriana y viral al mismo tiempo que tengan tasas de emisión de partículas adecuadas para su uso en entornos de sala blanca según la norma ISO Clase 3 o superior.
Sumario
Los fines anteriores, así como otros, se logran mediante un material textil de barrera transpirable que puede termosellarse y que minimiza la generación de pelusa sin afectar a la transpirabilidad general, la comodidad y la protección de barrera del material textil frente a patógenos de transmisión hemática (tal como se determina por las normas ASTM F1671 e ISO 16604). Por tanto, el material textil de barrera transpirable puede usarse para fabricar prendas de vestir de sala blanca de categoría II según Helmke o mejor adecuadas para su uso en entornos de sala blanca según la norma ISO Clase 3 y otras aplicaciones higiénicas.
En un aspecto de esta divulgación, el material textil de barrera transpirable comprende una estructura laminada de material compuesto que tiene una capa interior de película monolítica compuesta por un polímero transpirable rodeada por capas exteriores no tejidas de filamentos continuos primera y segunda que comprenden fibras bicomponente termoplásticas. Las capas exteriores no tejidas de filamentos continuos primera y segunda tienen cada una, una superficie interior unida a una superficie de la capa de película y una superficie exterior lustrada donde las fibras bicomponente termoplásticas están aplanadas al menos parcialmente. La capa de película puede estar formada para tener una tasa de transmisión de vapor de agua de 500 a 2.200 gramos por metro cuadrado al día, preferiblemente de 500 a 2.100 gramos por metro cuadrado al día. El material textil de barrera transpirable resultante cumple la clasificación de categoría II de limpieza de prendas de vestir según Helmke, que tiene una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im medido mediante un método de ensayo de tambor de Helmke para un mono de trabajo u otra muestra que tenga un área superficial de 5,99 metros cuadrados (incluyendo ambos lados).
En otro aspecto de la divulgación, una prenda de vestir de sala blanca de categoría II según Helmke adecuada para su uso en una sala blanca según la norma ISO Clase 3 y otras aplicaciones higiénicas comprende el material textil de barrera transpirable descrito en el presente documento.
Aún en otro aspecto de la divulgación, se proporcionan métodos de fabricación de un material textil de barrera transpirable que incluyen las etapas de formar una primera capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas; formar una capa interior de película monolítica compuesta por un polímero transpirable; formar una segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas; lustrar una superficie exterior de cada una de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos, donde las fibras bicomponente termoplásticas se aplanan al menos parcialmente; y unir una superficie interior de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos a una superficie de la capa de película para formar el material textil de barrera transpirable que tiene una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im medido mediante un método de ensayo de tambor de Helmke para un mono de trabajo u otra muestra que tenga un área superficial de 5,99 metros cuadrados (incluyendo ambos lados). En determinadas realizaciones del método, la capa de película puede formarse con un polímero transpirable que comprende uno o más elastómeros termoplásticos de copoliéster y la capa de película puede formarse para que tenga una tasa de transmisión de vapor de agua de 500 a 2.200 gramos por metro cuadrado al día, preferiblemente de 500 a 2.100 gramos por metro cuadrado al día.
Otros objetos, características y ventajas de las diversas realizaciones en la presente divulgación se explicarán en la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una ilustración de un material textil de barrera transpirable.
Descripción detallada
En la siguiente descripción detallada y el dibujo adjunto, se describen diversas realizaciones de un material 10 textil de barrera transpirable para ilustrar los principios generales de la presente divulgación. Un experto en la técnica reconocerá que la presente divulgación puede ponerse en práctica en otras aplicaciones o entornos análogos y/o con otras variaciones análogas o equivalentes de las realizaciones ilustrativas. Cabe señalar que estos métodos, procedimientos, componentes o funciones que conocen normalmente los expertos habituales en el campo de la divulgación, no se describen en detalle en el presente documento.
El término “material textil no tejido”, tal como se usa en el presente documento, significa un velo de fibras, filamentos o hilos individuales que se colocan y se orientan de manera aleatoria (es decir, sin un patrón identificable). Los ejemplos de materiales textiles no tejidos incluyen velos soplados por fusión, velos no tejidos de filamentos continuos, velos cardados, velos depositados por aire, velos depositados por vía húmeda, velos consolidados por chorro de agua y velos de material compuesto que comprenden dos o más capas no tejidas.
El término “no tejido de filamentos continuos”, tal como se usa en el presente documento, se refiere a un procedimiento en el que se forman filamentos extruyendo material polimérico termoplástico fundido a partir de una pluralidad de capilares finos de una tobera para hilar, reduciéndose luego rápidamente el diámetro de los filamentos extruidos por estiraje. Las materiales textiles o velos no tejidos de filamentos continuos se forman colocando filamentos no tejidos de filamentos continuos aleatoriamente sobre una superficie de recogida, tal como una retícula o cinta perforada. Los velos no tejidos de filamentos continuos pueden unirse mediante métodos conocidos en la técnica tales como calandrado en rodillo caliente, a través de unión por aire (generalmente aplicable a velos no tejidos de filamentos continuos de múltiples componentes) o haciendo pasar el velo a través de una cámara de vapor saturado a presión elevada.
El término “fibra bicomponente”, tal como se usa en el presente documento, se refiere a cualquier fibra o filamento (es decir, continuo o discontinuo) que está compuesto por dos polímeros distintos que se han hilado juntos para formar un solo filamento o fibra. Preferiblemente, cada fibra bicomponente está compuesta por dos polímeros distintos dispuestos en zonas distintas situadas de manera sustancialmente constante a través de la sección transversal de la fibra bicomponente y que se extienden de manera sustancialmente continua a lo largo de la longitud de la fibra. Las fibras bicomponente continuas son fibras producidas extruyendo dos polímeros de la misma tobera para hilar con ambos polímeros contenidos dentro del mismo filamento. Dependiendo de la disposición y de las cantidades relativas de los dos polímeros, la estructura de una fibra bicomponente puede clasificarse como núcleo y funda, una al lado de la otra, con punta, microdenier, fibras mixtas, etc. Una fibra bicomponente de funda-núcleo comprende un núcleo compuesto por un material termoplástico y una funda compuesta por un material termoplástico diferente. El núcleo puede ser concéntrico o excéntrico en relación con la funda y puede tener la misma forma o una forma diferente en comparación con la de la funda. La estructura de funda-núcleo se emplea cuando es deseable que la superficie de la fibra tenga las propiedades de la funda tales como brillo, capacidad de teñido o estabilidad, mientras que el núcleo puede contribuir a la resistencia, reducción de costes y similares. Las fibras bicomponente a menudo tienen una funda compuesta por material termoplástico que tiene un punto de fusión que es más bajo que el punto de fusión del material termoplástico del núcleo.
Tal como se usa en el presente documento, el término “película monolítica” significa una película no porosa que es “transpirable” en el sentido de que la película actúa como una barrera para los líquidos acuosos y la materia particulada, pero permite que el vapor de agua y el aire pasen a su través. En lugar de orificios producidos por un procesamiento físico de la película monolítica, la película tiene pasos con tamaños de sección transversal a escala molecular formados mediante un procedimiento de polimerización. Los pasos sirven como conductos por los cuales las moléculas de agua (u otro líquido) pueden diseminarse a través de la película. La transmisión de vapor se produce a través de una película monolítica como resultado de un gradiente de concentración a través de la película monolítica. Este proceso se denomina difusión activada. A medida que el agua (u otro líquido) se evapora de un cuerpo en el lado de cuerpo de la película, aumenta la concentración de vapor de agua. El vapor de agua se condensa y se solubiliza sobre la superficie del lado de cuerpo de la película. Como líquido, las moléculas de agua se disuelven en la película. Las moléculas de agua difunden luego a través de la película monolítica y se vuelven a evaporar en el aire en el lado que tiene una menor concentración de vapor de agua. A diferencia de una película microporosa, una película monolítica tal como se usa en el presente documento permite por tanto el paso de vapor de agua debido al carácter hidrófilo del polímero subyacente. Preferiblemente, la película monolítica se prepara a partir de un polímero amorfo. El término “polímero amorfo” en el contexto de la presente divulgación se refiere a un polímero que tiene menos segmentos duros (es decir, cristalinos) que segmentos blandos.
Tal como se usa en el presente documento, el término “aproximadamente” en el contexto de valores numéricos significa que los valores específicos pueden modificarse en /- el 10%. Con respecto a los puntos finales de los intervalos, el modificador “aproximadamente” significa preferiblemente que el punto final inferior puede reducirse en un 10% y el punto final superior puede aumentarse en un 10%. También se contempla que cada valor numérico o intervalo divulgado en esta solicitud puede ser absoluto, es decir, que el modificador “aproximadamente” puede eliminarse.
En la figura 1 se ilustra una realización de un material 10 textil de barrera transpirable según esta divulgación. El material textil de barrera transpirable es un material laminado que comprende tres capas: una primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas, una capa 14 interior o media de película monolítica compuesta por un polímero transpirable, y una segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas. El término “polímero transpirable” en el contexto de la presente invención se refiere a un polímero que permite la formación de una película cuando se moldea o se recubre, en el que la película actúa como barrera a los líquidos acuosos y la materia particulada, pero permite que pasen a su través el vapor de agua y el aire. Las capas individuales del material textil de barrera transpirable pueden un unirse entre sí mediante medios conocidos, incluyendo unión termomecánica, unión ultrasónica, adhesivos, cosido y similares. En la realización divulgada, una superficie interior de la primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos y una superficie interior de la segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos están unidas cada una a la capa 14 de película con un adhesivo que tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 1 a 4 gramos por metro cuadrado tal como un adhesivo de fusión en caliente, adhesivo curable por ultravioleta, adhesivo termoendurecible o colas de base acuosa.
La capa 14 de película monolítica puede estar compuesta por cualquier tipo de polímero transpirable y mediante cualquier método conocido para formar películas monolíticas de una o más capas, preferiblemente los que no requieren un relleno, tales como mediante métodos de recubrimiento por extrusión o de película fundida en relieve. Por ejemplo, los polímeros transpirables adecuados incluyen copolímero de poliéter-bloque-amida, copolímero de poliéster-bloque-amida, elastómero termoplástico de copoliéster y elastómero de uretano termoplástico. En la realización divulgada, el polímero transpirable en la capa de película comprende uno o más elastómeros termoplásticos de copoliéster o resinas, tales como ARNlTEL® EM400-01, 550 y 3104 disponibles de DSM Engineering, e HYTREL® G3548, 8206 y 4056 disponibles de DuPont. La capa de película monolítica tiene un gramaje en el intervalo de aproximadamente 5 a 40 gramos por metro cuadrado, preferiblemente de 10 a 30 gramos por metro cuadrado y puede depender de la tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) deseada. La capa 14 de película monolítica actúa como una barrera a los líquidos acuosos y la materia particulada, pero permite que el vapor de agua y el aire pasen a su través, y también proporciona propiedades de barrera deseadas para protección frente a patógenos virales y bacterianos de transmisión hemática, tal como se determina mediante los métodos de ensayo según las normas ASTM F1671 e ISO 16604. Esto difiere de las películas microporosas, tales como las divulgadas en la patente estadounidense n.° 6.037.281, que son porosas y no proporcionan las propiedades de barrera deseadas debido a las dificultades en el control de la distribución del tamaño de poro en la película.
La propiedad de vapor de agua de la capa 14 de película monolítica y el material 10 textil de barrera transpirable formado con la capa 14 de película monolítica, se caracteriza por una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) de 500 a 2.200 gramos por metro cuadrado al día, preferiblemente de 500 a 2.100 gramos por metro cuadrado al día, cuando se somete a ensayo según la norma ASTM E 96-00. Siguiendo esta norma, se colocaron individualmente muestras circulares del material textil de barrera transpirable sobre cápsulas de evaporación de 80x40 mm llenas con 100 ml de agua destilada y luego se pegaron con cinta adhesiva a los lados de la cápsula. Se pesó la cápsula de evaporación junto con la muestra y el agua destilada (peso inicial). Entonces se colocó la cápsula en un entorno controlado (90 2°F / 32 1°C, 50 el 2% de HR) durante 24 horas. Después de 24 horas, se volvió a pesar la cápsula, la muestra y el agua restante (peso final) y se calculó la diferencia. Para el intervalo convencional de 24 horas, la pérdida de humedad se dividió entre el área de la muestra sometida a ensayo (0,00312 metros cuadrados).
En algunas realizaciones de la invención, la película puede ser multicapa, consistiendo cada capa en polímeros con una composición diferente correspondiente a una WVTR diferente. En una realización preferida de la invención, la capa interior de película monolítica comprende tres subcapas. Pueden obtenerse películas correspondientes que comprenden tres subcapas por medio de la coextrusión de diferentes polímeros transpirables que se comentaron anteriormente en el presente documento. Un procedimiento de coextrusión de este tipo permite la preparación de películas de tipo A-B-A en las que las subcapas exteriores A difieren en lo que se refiere a su carácter amorfo de la subcapa interior B. Las realizaciones particularmente preferidas implican una película monolítica de tipo A-B-A de tres capas, en la que la subcapa interior B tiene una cantidad inferior de segmentos cristalinos que las subcapas exteriores A. Preferiblemente, la película monolítica se obtiene a partir de polímeros diferentes que tienen un grado variable de cristalinidad, de manera que el polímero más amorfo se usa para la formación de una parte central de la película. El uso de polímeros que difieren entre sí en lo que se refiere a la cristalinidad y, por tanto, al carácter amorfo, permite que la capa de película monolítica interior mantenga algo de cristalinidad en sus regiones exteriores. Sin querer restringirse a ninguna teoría, los inventores creen que proporcionar algunos segmentos duros en el polímero que produzcan algo de cristalinidad en las subcapas exteriores A de la capa de película monolítica ayuda a mejorar las fuerzas adhesivas entre la primera y la segunda capas (12, 16) exteriores no tejidas de filamentos continuos y la capa de película monolítica interior.
La primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos en el material 10 textil de barrera transpirable tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 10 a 70 gramos por metro cuadrado, y la segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos en el material textil de barrera transpirable tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 10 a 70 gramos por metro cuadrado. El peso total del material 10 textil de barrera transpirable está por tanto en el intervalo de aproximadamente 27 a 188 gramos por metro cuadrado. Las fibras bicomponente termoplásticas en la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos comprenden una funda de polietileno y un núcleo de poli(tereftalato de etileno), preferiblemente donde la funda de polietileno comprende un polietileno de alta densidad. Las capas exteriores crean una unión fuerte en las costuras de cualquier prenda de vestir compuesta por el material 10 textil de barrera transpirable usando métodos de fabricación térmicos o ultrasónicos. Las capas exteriores también proporcionan suavidad al tacto, caída y comodidad, así como una sensación sedosa, flexibilidad y un bajo coeficiente de fricción de modo que las manos y otras superficies se deslizan fácilmente a través del material 10 textil de barrera transpirable.
La primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos pueden producirse mediante cualquier método conocido para producir material textil no tejido de filamentos continuos unido térmicamente, tal como los procedimientos divulgados en la columna 5, líneas 1-53 y la figura 1 en la patente estadounidense de titularidad común n.° 9.290.877 (la patente '877), y luego se tratan adicionalmente para “lustrar” una o ambas superficies del material no tejido de filamentos continuos unido térmicamente producido tal como se divulga adicionalmente en la patente '877. El procedimiento de lustre forma una superficie exterior lustrada donde las fibras bicomponente termoplásticas se aplanan al menos parcialmente, lo que reduce la generación de pelusa o el recuento de desprendimiento de partículas del material textil de barrera transpirable. El término superficie “lustrada”, tal como se usa en el presente documento, y expresiones similares, definen una superficie que se obtiene aplicando calor y presión a dicha superficie. Sin querer restringirse a ninguna teoría, se cree que el tratamiento de lustre de la superficie exterior de las capas exteriores no tejidas de filamentos continuos primera y segunda da como resultado la fusión y la posterior solidificación de nuevo de la región exterior de la capa no tejida de filamentos continuos. Pueden aplicarse calor y presión mediante la superficie circunferencial de un rodillo liso calentador sobre esa parte de la superficie de la capa que está en contacto con el rodillo calentador, tal como se describe en la columna 6, líneas 19­ 30 de la patente estadounidense n.° 9.290.877 (la patente '877). La presión puede alterarse ajustando las velocidades relativas de la máquina y los rodillos de lustre mostrados en la figura 2 de la patente '877. La temperatura de superficie del rodillo liso calentado puede estar en un intervalo de 290 a 330°F. (143,3-165°C), preferiblemente de 300 a 330°F (148,9-169,5°C), dependiendo del punto de fusión del polímero usado en las capas no tejidas de filamentos continuos. Preferiblemente, la superficie lustrada se obtiene calentando la superficie exterior de las capas exteriores no tejidas de filamentos continuos hasta la temperatura de fusión de las fibras bicomponente termoplásticas o hasta la temperatura de fusión de aquellas partes de las fibras bicomponente termoplásticas que entran en contacto con el rodillo liso calentador o equipo de lustre similar.
Las superficies exteriores lustradas de la primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos en el material 10 textil de barrera transpirable divulgado presentan una pérdida de peso promedio no mayor del 3,5%, preferiblemente no mayor del 3,0%, y más preferiblemente no mayor del 2,5% calculado basándose en la pérdida de peso medido mediante un método de ensayo de pérdida de peso por rasurado de Taber. El método de ensayo relevante se define en la columna 10 (desde la línea 27) hasta la columna 12 (hasta la línea 58) de la patente estadounidense n.° 9.290.877 (la patente '877). El método de pérdida de peso por rasurado de Taber descrito en la patente '877 se usó para caracterizar la resistencia a la abrasión del material 10 textil de barrera transpirable. Este método de ensayo se diseñó para evaluar cuantitativamente la resistencia la abrasión de materiales no tejidos de filamentos continuos y materiales compuestos (es decir, materiales laminados). Según este método, se prepara una muestra, se une al aparato de abrasión de Taber y se somete a abrasión usando dos ruedas compuestas por partículas abrasivas que raspan la muestra de ensayo cuando rota. Cada rotación es un ciclo. Una rueda abrasiva frota la muestra hacia el exterior, es decir, hacia la periferia y la otra la frota hacia el interior, es decir, hacia el centro. Las ruedas recorren un círculo completo (ciclo) sobre la superficie de la muestra durante un total de 40 ciclos. Esto permite la evaluación de la resistencia a la abrasión en todos los ángulos en relación con el ligamento o el grano del material. La fibra que se levanta crea un aspecto de anillo esponjoso en la muestra en el punto de contacto con las ruedas abrasivas. (Tal como se usa en el presente documento, el término “esponjosidad” significa un aspecto rizado de la fibra después de la abrasión producida por las fibras que se levantan del velo). La muestra se pesa tras la abrasión (Wt1), el material suelto se rasura, y entonces se vuelve a pesar la muestra (Wt2). Entonces se calcula la pérdida de peso por rasurado de Taber como el porcentaje de la diferencia entre el peso de la muestra después de someterse a 40 ciclos de abrasión de Taber (Wt1) y el peso de la misma muestra sometida a abrasión después del rasurado (Wt2), dividido entre el peso Wt1 y luego multiplicado por 100. Se midió la pérdida de peso por rasurado de Taber para 8 repeticiones tomadas de cada muestra de material textil de barrera transpirable divulgada a continuación y entonces se calculó la pérdida de peso por rasurado de Taber basándose en los 8 valores medidos para llegar a un solo punto de datos para cada muestra de material textil de barrera transpirable.
Las tres capas del material 10 textil de barrera transpirable se fabrican cada una y luego se combinan para producir el material textil de barrera transpirable según cualquier método de producción conocido de material laminado no tejido. Por ejemplo, pueden usarse los métodos divulgados en la patente estadounidense de titularidad común n.° 7.501.363, para producir una estructura de material trilaminado para producir el material 10 textil de barrera transpirable. En general, la primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos se desenrolla de un dispositivo de desenrollado de tipo torreta no tejido primario y la segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos se desenrolla de un dispositivo de desenrollado de tipo torreta no tejido secundario. Los dispositivos de enrollado y desenrollado de tipo torreta proporcionan un funcionamiento continuo. Aplicadores de adhesivo pulverizan adhesivo sobre las superficies interiores no lustradas de la primera capa 12 exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa 16 exterior no tejida de filamentos continuos. La capa 14 de película monolítica se une entonces a las superficies interiores recubiertas con adhesivo de las capas exteriores no tejidas de filamentos continuos en rodillos de presión de laminación. La capa 14 de película monolítica puede producirse en línea o desenrollándose de un rollo de película prefabricado. La aplicación de adhesivo puede realizarse en una o más fases. Cuando la laminación se lleva a cabo en múltiples fases, se obtiene un material bilaminado en la primera etapa de laminación, y luego el material bilaminado se convierte en un material trilaminado en la segunda laminación. Además, el adhesivo puede aplicarse o bien sobre las superficies interiores de las capas exteriores tal como se describió anteriormente, o bien directamente sobre la película. Pueden recortarse los bordes y realizarse cortes en el material 10 textil de barrera transpirable en una recortadora de bordes y luego enrollarse en un rollo usando un dispositivo de enrollado de tipo torreta.
El material 10 textil de barrera transpirable tal como se describió anteriormente es adecuado para su uso en prendas de vestir de sala blanca de categoría II según Helmke, ya que tiene una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im medido mediante un método de ensayo de tambor de Helmke para un mono de trabajo.
Ejemplos
Los ejemplos comparativos mostrados en la tabla I ilustran las propiedades mejoradas del material 10 textil de barrera transpirable.
Figure imgf000007_0001
* La primera capa exterior no tejida de filamentos continuos es la capa exterior expuesta del material textil de barrera transpirable
** La segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos es la capa interior del material textil de barrera transpirable.
*** El gramaje se midió según el método de ensayo de la norma ASTM 3776-96.
Las cuatro muestras tienen las propiedades mostradas en la tabla II que son relevantes para la aplicabilidad del material textil de barrera transpirable a las prendas de vestir de sala blanca de categoría II y categoría III según Helmke para su uso en entornos de sala blanca según la norma ISO Clase 3 o superior. Las cuatro muestras pasan el método de ensayo de la norma ASTM F1671 para determinar la resistencia de los materiales usados en la ropa protectora.
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000008_0001
Las propiedades expuestas en la tabla II se determinaron según los siguientes métodos de ensayo.
El tacto, o flexibilidad y fricción superficial, del material textil de barrera transpirable se caracterizó según un dispositivo de prueba de suavidad modificado TAPPI T498 cm-85. Se deformó una muestra de ensayo de 4”x4” del material textil de barrera transpirable a través de una ranura de 10 mm mediante un émbolo en forma de hoja y se midió la fuerza requerida mediante un aparato Handle-O-Meter. La fuerza calculada es una medida tanto de la flexibilidad como de la fricción superficial del material textil de barrera transpirable. Los datos generados se correlacionan bien con el rendimiento real del material en el procedimiento de producción y el rendimiento del producto terminado. Este instrumento acelera la evaluación de un producto al reemplazar el uso de un panel sensorial para medir la suavidad o el tacto, lo que puede ser subjetivo y llevar mucho tiempo.
La tasa de transmisión de vapor de agua se sometió a ensayo según la norma ASTM E 96-00 tal como se describió anteriormente. La resistencia a la abrasión se sometió a ensayo según el ensayo de pérdida de peso por rasurado de Taber descrito anteriormente y en la patente '877.
La tasa de emisión de partículas se sometió a ensayo según el método de ensayo de tambor de Helmke. Se sometieron a ensayo muestras individuales del material 10 textil de barrera transpirable (8,5”x11”), que tenía un área superficial total de 0,12 metros cuadrados, según la norma IEST-RP-CC003.4 B2,5 para cuantificar las partículas desprendidas de cada muestra resultantes de la aplicación de energía mecánica en condiciones secas. Cada muestra se volteó individualmente en un tambor rotatorio para liberar partículas de manera controlada. El tambor rotatorio se ajustó a 10 revoluciones/minuto. La concentración de partículas promedio del aire se determinó usando un contador de partículas automático, específico, que toma muestras del aire dentro del tambor durante el ensayo. Las lecturas se tomaron por separado después de cada minuto de ensayo durante 10 minutos iniciales. El recuento de partículas promedio se mide por minuto. El recuento de partículas total se convierte entonces en un tamaño de prenda de vestir de mono de trabajo convencional que tiene un área superficial de 5,99 metros cuadrados. Esto se realiza multiplicando por un factor de conversión. Por ejemplo, el factor de conversión para un mono de trabajo es de 49,64 (área superficial de mono de trabajo 5,99 m2/área superficial de la muestra de ensayo 0,12 m2).
Basándose en la tasa de emisión de partículas para las partículas desprendidas de la muestra, las muestras se clasifican según la clasificación de limpieza de prendas de vestir de Helmke, tabla B2 según la norma IEST-RP-CC003.4. Para la Clase II, una prenda de vestir, o mono de trabajo que tiene un área superficial de 5,99 metros cuadrados, tendría que cumplir los requisitos de 2.000 a 20.000 partículas/min para partículas de 0,3 |im o mayores y de 1.200 a 12.000 partículas/min para partículas de 0,5 |im o mayores. La clasificación inferior de la Clase III sería de 20.000 a 200.000 partículas/min para partículas de 0,3 |im o mayores y de 12.000 a 120.000 partículas/min para partículas de 0,5 |im o mayores.

Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Material textil de barrera transpirable que comprende:
    una primera capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas;
    una capa interior de película monolítica compuesta por un polímero transpirable; y
    una segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas;
    teniendo cada una de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos una superficie interior unida a una superficie de la capa de película y una superficie exterior lustrada donde las fibras bicomponente termoplásticas están aplanadas al menos parcialmente;
    teniendo el material textil de barrera transpirable una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im medido mediante el método de ensayo de tambor de Helmke para un mono de trabajo según la norma IEST-RP-CC003.4.
  2. 2. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 1, en el que el polímero transpirable en la capa de película se selecciona del grupo que consiste en copolímero de poliéter-bloque-amida, copolímero de poliéster-bloque-amida, elastómero termoplástico de copoliéster y elastómero de uretano termoplástico.
  3. 3. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 1 ó 2, en el que el polímero transpirable en la capa de película comprende uno o más elastómeros termoplásticos de copoliéster.
  4. 4. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 2, en el que el material textil de barrera transpirable tiene una tasa de transmisión de vapor de agua de 500 a 2.100 gramos por metro cuadrado al día cuando se somete a ensayo según la norma ASTM E 96-00.
  5. 5. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 4, en el que las fibras bicomponente termoplásticas en la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos comprenden una funda de polietileno y un núcleo de poli(tereftalato de etileno).
  6. 6. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 5, en el que la funda de polietileno comprende un polietileno de alta densidad.
  7. 7. Material textil de barrera transpirable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la superficie exterior lustrada de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos presenta una pérdida de peso promedio no mayor del 3,5% calculado basándose en la pérdida de peso medido mediante el método de ensayo de pérdida de peso por rasurado de Taber.
  8. 8. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 7, en el que la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 10 a 70 gramos por metro cuadrado, la capa de película tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 5 a 40 gramos por metro cuadrado, y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 10 a 70 gramos por metro cuadrado.
  9. 9. Material textil de barrera transpirable según la reivindicación 7 u 8, en el que la superficie interior de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos están unidas cada una a la capa de película con un adhesivo que tiene un peso en el intervalo de aproximadamente 1 a 4 gramos por metro cuadrado seleccionado del grupo que consiste en adhesivos de fusión en caliente, adhesivos curables por ultravioleta, adhesivos termoendurecibles y colas de base acuosa.
  10. 10. Prenda de vestir de sala blanca que comprende el material textil de barrera transpirable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.
  11. 11. Método de fabricación de un material textil de barrera transpirable, que comprende las etapas de:
    formar una primera capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas;
    formar una capa interior de película monolítica compuesta por un polímero transpirable;
    formar una segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos que comprende fibras bicomponente termoplásticas;
    lustrar una superficie exterior de cada una de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos de manera que las fibras bicomponente termoplásticas se aplanen al menos parcialmente; y
    unir una superficie interior de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos a una superficie de la capa de película para formar el material textil de barrera transpirable que tiene una tasa de emisión de partículas de menos de 20.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,3 |im y menos de 12.000 partículas por minuto para partículas con un tamaño de partícula de al menos 0,5 |im medido mediante el método de ensayo de tambor de Helmke para un mono de trabajo según la norma IEST-RP-CC003.4.
  12. 12. Método según la reivindicación 11, en el que el polímero transpirable en la capa de película se selecciona del grupo que consiste en copolímero de poliéter-bloque-amida, copolímero de poliéster-bloque-amida, elastómero termoplástico de copoliéster y elastómero de uretano termoplástico.
  13. 13. Método según la reivindicación 11 ó 12, en el que el polímero transpirable en la capa de película comprende uno o más elastómeros termoplásticos de copoliéster.
  14. 14. Método según la reivindicación 12, en el que la capa de película se forma para que tenga una tasa de transmisión de vapor de agua de 500 a 2.100 gramos por metro cuadrado al día cuando se somete a ensayo según la norma ASTM E 96-00.
  15. 15. Método según la reivindicación 14, en el que las fibras bicomponente termoplásticas en la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos y la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos comprenden una funda de polietileno y un núcleo de poli(tereftalato de etileno).
  16. 16. Método según la reivindicación 15, en el que la funda de polietileno comprende un polietileno de alta densidad.
  17. 17. Método según las reivindicaciones 15 ó 16, en el que la etapa de lustre comprende envolver la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos en un estado tensado alrededor de y en contacto con una parte de una superficie circunferencial de un rodillo liso calentado que subtiende un ángulo de envoltura para aplicar calor y presión sobre la superficie exterior de una parte de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos mientras que no aplica ningún calor ni presión sobre la superficie interior de la parte de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos, teniendo la superficie exterior de la primera capa exterior no tejida de filamentos continuos una pérdida de peso promedio no mayor del 3,5% calculado basándose en la pérdida de peso medido mediante el método de ensayo de pérdida de peso por rasurado de Taber.
  18. 18. Método según la reivindicación 17, en el que la etapa de lustre comprende además envolver la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos en un estado tensado alrededor de y en contacto con la parte de una superficie circunferencial del rodillo liso calentado que subtiende el ángulo de envoltura para aplicar calor y presión sobre la superficie exterior de la parte de la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos mientras que no aplica ningún calor ni presión sobre la superficie interior de la parte de la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos, teniendo la superficie exterior de la segunda capa exterior no tejida de filamentos continuos una pérdida de peso promedio no mayor del 3,5% calculado basándose en la pérdida de peso medido mediante un método de ensayo de pérdida de peso por rasurado de Taber.
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