NO175107B - Luftpermeabelt barrieremateriale, fremstilling og anvendelse av et slikt - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et luftpermeabelt barriere-raateriale omfattende porøst materiale som har porer med ulike størrelser, hvor et poremodifiserende middel er innarbeidet i porene. Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte for forøkning av barriereytelsen til et luftpermeabelt materiale som har ulike porestørrelser, samt anvendelsen av en luftpermeabel barriere.

Det finnes mange anvendelser for materialer som virker som en barriere for passering av luftbårne mikroorganismer eller partikkelformede dispersjoner mens de fortsatt bibeholder luftpermeabilitet.

F.eks. leveres vanligvis medisinske og kirurgiske gjenstander i en steril tilstand innelukket i individuelle innpakninger fremstilt delvis av porøst materiale (f.eks. papir, polymere baner eller andre ikke-vevede materialer). Slike porøse materialer er nødvendigvis permeable for gasser og damper for slik å tillate sterilisering av gjenstanden (etter innpakning) ved hjelp av damp eller en gass,-slik som etylenoksyd. Videre er permeabilitet overfor luft viktig for å tillate påføring av et våkum eller undertrykk under sterilisering for å lette innpakningsprosessen og for å begrense luftvolumet rundt den innpakkede gjenstand. Til tross for denne luftpermeabilitet må imidlertid materialet virke som en effektiv barriere mot passering av mikroorganismer slik at den innpakkede gjenstand forblir steril.

Andre eksempler på luftpermeable barrierematerialer som blir brukt innenfor det medisinske området innbefatter draperinger, omhyllingsmaterialer, rentroms-klær og ansiktsmasker. Ytterligere eksempler på barriereprodukter er filtermedia (f.eks. HEPA filtere) benyttet for å tilveiebringe rene omgivelser i f.eks. den farmasøytiske, medisinske og elektroniske industri samt industrier innenfor energi. Effektive barrierematerialer som beskrevet ovenfor kan være vanskelige og kostbare å fremstille. Videre varierer mikro-biologiske barrierematerialer som for tiden er tilgjengelig betraktelig i deres evne til å stoppe mikroorganismer. F.eks. oppviser et kommersielt tilgjengelig papir benyttet som innpakningsmateriale for sterile medisinske og kirurgiske gjenstander et penetrereringsnivå på omkring 20% når det blir utsatt for en dispersjon av bakterielle sporer som strømmer i en mengde på 6xl0~<3> dm^ min-<1> cm-<2>, mens et annet kommersielt tilgjengelig papir viser et penetreringsnivå på omkring

0.001$ når det blir utsatt for tilsvarende forhold.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe barrierematerialer som er svært effektive mot passering av mikroorganismer eller luftbårne partikkelformede dispersjoner og som kan fremstilles forholdsvis enkelt og billig.

Ifølge en første side av den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et luftpermeabelt barrieremateriale av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at det poremodifiserende middel er selektivt innarbeidet i de største porene, hvilke porer utgjør en mindre andel av det totale antall; og at det modifiserende middel er slik at det gir soner med stort overflateareal inne i disse porer på en slik måte at passering av luftbårne partikler gjennom disse porer hindres eller begrenses.

Fortrinnsvis er det modifiserende middel av minst én hovedsakelig ensartet partikkelstørrelse (som forklart nedenfor).

Betegnelsen "pore" benyttes heri til å innbefatte enhver passasje eller mellomrom som forløper fra en hovedflate til en motsatt hovedflate av materialet.

Typiske luftbårne partikler mot hvilke barrierematerialet ifølge oppfinnelsen er effektivt er mikroorganismer.

I samsvar med en annen side ved den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at den innbefatter å etablere en trykkforskjell over materialet og behandle høyttrykkssiden av materialet med en suspensjon, dispersjon eller aerosol av et poremodifiserende middel under betingelser slik at det poremodifiserende middel selektivt innarbeides i de største porene (som utgjør en mindre andel av det totale antall porer) for slik å tilveiebringe soner med stort overflateareal innenfor disse porer på en slik måte at det begrenser passering av luftbårne partikler gjennom disse porer.

Som nevnt vedrører oppfinnelsen også anvendelse av en luftpermeabel barriere for innpakning av en medisinsk eller kirurgisk gjenstand.

Betegnelsen "porestørrelse" som brukt heri har sin vanlige betydning, dvs. for en gitt pore er den den minste tverr-snittsstørrelse over porens utstrekning. Porestørrelsen kan bestemmes ved en hvilken som helst konvensjonell metode.

Barrierematerialet ifølge oppfinnelsen er et materiale som har en struktur med et spenn av porestørrelser, f.eks. som oppnådd under fremstilling av papir fra en dispersjon av cellulosefibre, f.eks. med en våtleggingsteknikk. I mange slike materialer har porene som er avgrenset deri ulike størrelser beskrevet av en logaritmisk normalfordeling i hvilke en liten andel av det totale antall porer oppviser en markert større størrelse når sammenlignet med de resterende. Disse større porer (ofte referert til som "transportporer") er kritiske ved bestemmelse av barriereytelsen ettersom det er disse porer som hovedsakelig tillater passering av luftbårne mikroorganismer eller partikler. I barrierematerialet ifølge oppfinnelsen blir de større porer modifisert ved innarbeidelse av poremodifiserende middel i disse på en slik måte at det gir soner med stort overf lateareal inne i de store porer som øker betraktelig porenes evne til å stoppe passering av luftbårne mikroorganismer og partikler. Ikke desto mindre kan det være lite eller ikke noe poremodifiserende middel tilstede i porene av mindre størrelse. Produktet forblir luftpermeabelt. Den selektive innarbeidelse av poremodifiserende middel i de store porer kan etterlate materialet makroskopisk upåvirket.

I barrierematerialet ifølge oppfinnelsen vil det poremodifiserende middel vanligvis være av en størrelse som er vesentlig mindre enn den maksimale porestørrelse i det ubehandlede materialet og denne maksimale porestørrelse kan forbli hovedsakelig uendret (når sammenlignet med ubehandlet materiale) etter behandling med det poremodifiserende middel, eller dersom redusert, kan de fortsatt være større enn størrelsen av mikroorganismen eller partikkelen som barrierematerialet er ment å fjerne. Effektiviteten til barrierematerialet avhenger derfor ikke av en enkel "siling" av mikroorganismen (eller partikkelen) som skyldes tilstopping av porene eller reduksjon av deres størrelse, men avledes fra økningen i overflateareal som det poremodifiserende middel tilveiebringer i poren.

Poremodifiserende midler benyttet i den foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller fordelaktig et antall kriterier. Særlig må de være i stand til å bli ført inn i porene ved den øvre ende av størrelsesområdet. Dette krav kan imøtekommes ved å benytte et poremodifiserende middel av hovedsakelig ensartet størrelse. (Med hovedsakelig ensartet størrelse menes at omkring 90$ av massen til det poremodif iserende middel faller innenfor et tredoblet partikkelstørrelses-område.) Denne ensartethet av størrelsen (som kan velges avhengig av materialet som skal behandles) sikrer at det ikke er noen betydelig mengde av store partikler av modifiserende middel som kan tilstoppe de store porer. Det er vanligvis foretrukket at det poremodifiserende middel har en middel-størrelse mindre enn 1/3 (mer fordelaktig mindre enn 1/5) av den maksimale porestørrelse av materialet som behandles. Det er imidlertid mulig å benytte poremodifiserende middel eller to eller flere ulike, hovedsakelig ensartede størrelsesom-råder dersom dette skulle være nødvendig for særskilte anvendelser.

Mengden av poremodifiserende middel innarbeidet i materialet er vanligvis ubetydelig når sammenlignet med den opprinnelige vekt av dette (f.eks. mindre eller lik 1$ W/W; eventuelt opp til 10$ f.eks. for lette materialer), men ikke desto mindre gir modifiseringen av de større porer med den lille mengde middel en betydelig forbedring i barriereytelsen.

Fortrinnsvis har det poremodifiserende middel en partikkel (flytende eller fast) med en størrelse mindre enn 50 pm, og mer fordelaktig mindre enn 6 pm. Den faktiske partikkelstørr-else som benyttes vil avhenge av typen av barrieremateriale som skal fremstilles. Således kan for et filtermedium et størrelsesområde på 1-2 pm være foretrukket, mens et ulikt størrelsesområde kan benyttes for eksempelvis barrierematerialer som benyttes for innpakning av sterile gjenstander.

Det poremodifiserende middel kan velges fra et bredt område av "døde" materialer, f.eks. uorganiske materialer slik som leire, kalk eller glass, organiske materialer slik som alkylketendimer, og biologiske materialer slik som cellulose. Blandinger av to eller flere slike materialer kan også anvendes.

En foretrukken fremgangsmåte for fremstilling av barrieremateriale ifølge oppfinnelsen er å behandle en side av det porøse materialet (av hvilke barriereegenskapene skal forøkes) med det poremodifiserende middel (eller et forstadium fra hvilket det poremodifiserende middel avledes) mens det poremodifisrende middel (eller forstadium) bevirkes til å entre materialet og selektivt innarbeides i de porer i materialet som ligger i den øvre ende av porestørrelsesom-rådet. Fortrinnsvis er det poremodifiserende middel i form av en suspensjon eller dispersjon (fortrinnsvis i luft) i hvilken det poremodifiserende middel er den diskontinuerlige fase. Mest fordelaktig anvendes det partikkelformede poremodif iserende middel i form av en aerosol med en dråpestørrelse på 0,5 - 10 p. Det poremodifiserende middel bevirkes til å passere inn i materialet ved å etablere en trykkforskjell over materialet i form av enten forøket trykk på den side av materialet som det poremodifiserende middel påføres, eller redusert trykk på den side av materialet som er motsatt av den som det poremodifiserende middel påføres.

Denne metode er basert på det faktum at suspensjonsstrømmen, dispersjonen eller aerosolen gjennom materialporene som skal behandles er proposjonal med r<4> (hvor r er poreradius). Følgelig er det en betydelig større strøm gjennom porene med stort tverrsnitt enn gjennom de med lite tverrsnitt og strømningsforskjellen sikrer at hovedsakelig alt det poremodifiserende middel ledes til de større porer og blir innarbeidet i disse. Det er antatt at denne metode kan effektueres på en kontinuerlig bevegelig materialbane over hvilken en trykkforskjell påsettes.

Treghetsforholdene for den poremodifiserende prosess er en viktig faktor i behandlingsprosessen. Som beskrevet mer fullstendig nedenfor, medfører bruken av høy treghet at det poremodifiserende middel ganske enkelt forblir på overflaten av materialet som behandles ettersom det ikke er i stand til å følge strømningsmønsteret inn i porene. Under betingelser med lavere treghet, vil fordelene ifølge oppfinnelsen fortsatt oppnås, skjønt de faktiske egenskaper som oppnås for barrierematerialet vil avhenge av treghetsforholdene som påvirker det poremodifiserende middel, igjen som omtalt nedenfor.

Tiden som materialet behandles for forøkelse av dets barriereytelse avhenger av faktorer slik som trykkforskjellen over materialet, konsentrasjonen av det poremodifiserende middel i suspensjonen, dispersjonen eller aerosolen og graden av forøkning som kreves. Generelt oppnås imidlertid en vesentlig forbedring i barriereytelsen med forholdsvis kort behandlingstid og ved bruk av kun små mengder poremodifiserende middel.

Mest fordelaktig benyttes det poremodifiserende middel som en aerosol. En slik aerosol kan genereres ved luftspredning av et fast poremodifiserende middel eller ved aerosolisering av en flytende suspensjon av det poremodifiserende middel. Alternativt er det mulig å benytte en aerosol generert fra en væske eller en oppløsning fra hvilke det poremodifiserende middel er avledet. Et overflateaktivt middel kan benyttes for å hjelpe dannelsen av aerosol.

Fordelaktig benyttes et addesivmiddel i forbindelse med det poremodifiserende middel for å øke oppholdstiden til dette i porene. Addesivet (f.eks. latex) kan innarbeides i suspensjonen, dispersjonen eller aerosolen med hvilke materialet behandles. Alternativt kan materialet som skal behandles allerede ha et addesiv hvis virkning kan initieres ved en fysisk eller kjemisk prosess etter at materialet er behandlet med det poremodifiserende middel. Addesivet kan være et som aktiviseres ved varme.

Et stort antall luftpermeable materialer kan behandles med metoden ifølge oppfinnelsen for ulik sluttbruk. De kan ha blitt fremstilt med våtleggingsteknikker, men dette er ikke vesentlig. Fortrinnsvis er det luftpermeable materialet et vevet eller ikke-vevet materiale, f.eks. et papir, tekstil, papp eller film (f.eks. en spinnbundet film). Materialet kan innbefatte fibre som kan velges blant cellulosefibre, syntetiske fibre, glassfibre, mineralfibre og keramiske fibre. Blandinger av fibre kan også anvendes.

Som et spesifikt eksempel kan porøst banemateriale (f.eks. polymere baner av cellulosepapir og andre ikke-vevede materialer) av et utvalg av spesifikke vekter bli behandlet for deres påfølgende bruk som innpakningsmateriale for medisinske eller kirurgiske gjenstander. Ikke-vevet materiale kan behandles for bruk som draperinger, omhyllingsmaterialer, renroms-klær og ansiktsmasker for medisinsk bruk. Videre kan HEPA filtere, dybdefiltere og andre filtermedia fremstilles ved behandling av passende materialer.

Det skal således forstås at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan benyttes til å fremstille effektive barrierematerialer fra enten allerede tilgjengelige substrater eller spesialkonstruerte materialer definert ved deres referanse til porøs sammensetning og egenskaper med hensyn til antatt porestørrelse.

Oppfinnelsen vil bli ytterligere beskrevet gjennom eksempler med henvisning til de vedlagte tegninger hvor: Fig. 1 illustrerer formen på en typisk fordeling av porestørrelser i et våtlagt materiale; Fig. 2 viser skjematisk en utførelse av apparatet for utøvelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 er en idealisert grafisk fremstilling av luftpermeabiliteten mot behandlingsvarigheten for den lave, middels og høye treghetsbe-handling; Fig. 4 er en idealisert grafisk fremstilling av maksimal porestørrelse mot behandlingsvarigheten for den lave, den middels og høye treghetsbe-handling; Fig. 5a,b,c illustrerer hver en pore av-et materiale som er behandlet med et poremodifiserende middel ved lav, middels og høy treghet, respektivt, hvor den sistnevnte prosedyre er utenfor oppfinn-elsens omfang; Fig. 6 viser partikkelstørrelsefordeling for leire og kalk benyttet som poremodifiserende midler i eksemplene; Fig. 7-12 er grafiske fremstillinger som viser resultatene

av eksemplene omtalt nedenfor.

Fig. 1 illustrerer formen av den typiske logaritmiske normalfordeling av porestørrelsene i et våtlagt materiale sammensatt av vilkårlig orienterte fibre. En fremgangsmåte som innehar oppfinnelsen kan bevirke modifisering av alle porer med en porestørrelse til høyre for den illustrerte avskjær-ingslinje A-A vist i fig. Den eksakte posisjon til linjen A-A vil avhenge av faktorer slik som behandlingstid, strømnings-grader gjennom materialet og størrelsen og konsentrasjonen av det poremodifiserende middel i aerosolen. F.eks. med økende behandlingstid for et gitt sett av behandlingsbetingelser vil linjen A-A forflyttes ytterligere til venstre i den illustrerte grafiske fremstilling.

Apparatet vist i fig. 2 innbefatter et behandlingskammer 1 i hvilket en prøve 2 av materialet som skal behandles bæres som vist. Et strømningsstyresystem 3 tjener til å etablere en trykkforskjell over materialet 2, mens en Hudson forstøver 4 knyttet til en luf ttilførselsledning 5 er anordnet på den andre side. Ved bruk av apparatet genereres en aerosol av det poremodifiserende middel i forstøveren 4 og trekkes gjennom materialet 2 i kraft av det påførte undertrykk. Som forklart ovenfor lokaliseres det poremodifiserende middel selektivt i de større porer av materialet og forøker således barriereegenskapene til materialet.

Treghetsbetingelsene for den poremodifiserende behandling er funnet å påvirke betraktelig egenskapene oppnådd for det behandlede materialet. Fig. 3 er en idealisert grafisk fremstilling (basert på virkelige resultater) for luftpermea-"biliteten til et gitt materiale i forhold til varigheten av behandlingen ved høy treghet (kurve A), middels treghet (kurve B) og lav treghet (kurve C). Fig. 4 er en idealisert grafisk fremstilling (igjen basert på virkelige resultater) av maksimal porestørrelse i forhold til varighet av behandlingen ved høy treghet (kurve D), middels treghet (kurve E) og lav treghet (kurve F - vist som sammenfallende med kurve D).

Tregheten til det poremodifiserende middel er direkte avhengig av massen og strømningsgraden til partiklene og omvendt relatert til porestørrelsen av materialet som skal behandles.

Utførelser av oppfinnelsen anvender en lav behandlingsgrad, slik at kun en liten mengde modifiserende middel er innarbeidet. For behandling med lav treghet er det i hovedsak ingen reduksjon av maksimal porestørrelse (ved økende varighet for behandlingen (kurve F), men det er en reduksjon av luftpermeabiliteten (kurve C). Ved middels treghet er det en reduksjon av maksimal porestørrelse (kurve B) og en reduksjon av luftpermeabiliteten (kurve E) større enn det som oppnås ved behandling med lav treghet. Ved høy treghet er det hovedsakelig ingen reduksjon av luftpermeabiliteten (kurve A) og hovedsakelig ingen reduksjon av porestørrelsen (kurve D). Dette er på grunn av den lille mengde av modifiserende middel som benyttes. Med store mengder (særlig ved høy treghet), ville det poremodifiserende middel bli impregnert inn i og på den øvre flate for å danne et støv eller belegg, slik at porestørrelsen og luftpermeabiliteten ville falle. Dette fordi porestørrelsen da ville bli bestemt av størrelsen av poreåpningene, styrt av beskaffenheten for støvdannelsen. Det betyr at porene da ville tilstoppes ved overflaten.

Fig. 5a,5b og 5c viser måten som man antar det poremodifiserende middel avsettes i eller på materialet som skal behandles ved bruk av lav, middels og høye tregheter for det poremodifiserende middel respektivt. I hver av disse figurer er materialet referert som 6, en transportpore deri som 7, og det partikkelformede poremodifiserende middel som 8. Vanligvis vil poren 7 innbefatte et eller flere kammere 9 og en eller flere "innsnevringer" 10, hvor den minste av disse er det minimale tverrsnitt av poren som bestemmer porestørr-elsen .

I lavtreghets-tilfellet ifølge fig. 5a, følger det poremodifiserende middel 7 (som beveger seg mot materialet 6 i retning av pilen X) strømningen og entrer kammeret 9 i poren 7 hvor det holdes som vist ved Brownsk bevegelsesinnfangning. Følgelig lokaliseres hovedsakelig alt det poremodifiserende middel i kammeret 9 hvor det tileveiebringer en økning i overflateareal. Ettersom nesten intet av det poremodifiserende middel plasserer seg ved innsnevringen 10 vil det være ingen reduksjon i den målte porestørrelse i materialet. Det vil imidlertid være en svak reduksjon i luftpermeabiliteten til det behandlede materialet på grunn av tilstedeværelsen av det poremodifiserende middel i kammeret 9.

I tilfellet av behandling ved middels treghet (som avbildet i fig. 5b), er bevegelsesmomentet for det poremodifiserende middel for stort for Brownisk bevegelsesinnfangning i kammeret 9. Partiklene forlater imidlertid strømningen ved støt mot veggene i poren i området av og ved innsnevringen 10. Avsetning ved innsnevringen 10 reduserer den målte porestørrelse og det foreligger en reduksjon av luftpermeabiliteten større enn den for behandlingen med lav treghet fordi det poremodifiserende middel reduserer den minste tverrsnittstørrelse av poren.

For behandling med høy treghet er det poremodifiserende middel ikke i stand til å følge strømningen inn i poren 7 og støter mot overflaten av materialet for å danne et støv på dette. For behandlinger med mengder av modifiserende middel for små til å bevirke støvdannelse over en vesentlig del av overflaten (med tilstopping av poremunningene tilstrekkelig til å redusere porestørrelsen), er det således ingen reduksjon i porestørrelsen og ingen reduksjon i luftpermiabiliteten. Imidlertid vil høye behandlingsnivåer ved høy treghet føre til et lag av modifisert middel på og i toppflaten av materialet som resulterer i reduksjon i porestørrelseåpningene og således i redusert luftgjennomtrengelighet.

Det er kun materialer som har sine porer modifisert som vist i fig. 5a og 5b som har en forbedret barriereytelse på grunn av tilstedeværelser av soner med høyt overflateareal i porene. Således bør behandlinger med høy treghet som resulterer i overflatetilstopning unngås.

Forbedringen i barriereytelsen oppstår hovedsakelig av det forøkede overflateareal i poren (som tilveiebragt av det poremodifiserende middel) som har en flerfoldig virkning. For det første kan eventuelle mikroorganismer eller andre partikler som entrer poren følge en luftstrømningsbane gjennom poren. Imidlertid vil diffusjonskrefter og støt bevirke at mikroorganismene forlater strømmen og innfanges av det avsatte poremodifiserende middel og forhindrer derved deres passering gjennom barrierematerialet. For det andre kan tilstedeværelsen av det poremodifiserende middel tilveiebringe en hindring for luftstrømmen gjennom poren som derved reduseres. Således er det en mindre sannsynlighet for at partiklene entrer poren.

De følgende eksempler er tilveiebragt for å illustrere oppfinnelsen. Alle eksempler ble utført ved bruk av apparatet vist i fig. 2 som arbeider under de følgende betingelser: Inngangstrykk til forstøveren 137,9 kPa Konsentrasjon av poremodifiserende middel

i aerosolen 3mg/dm<3>

Prøvens materialstørrelse 78,5 cm<2>

Eksempel 1

Et 60 g/m<2> papir med lav luf tpermeabilitet (omkring 100 Bendtsen) ble behandlet med en aerosol generert i en forstøver 4 fra en suspensjon av leire i vann, hvor suspensjonen har den følgende sammensetning:

Leiren hadde hovedsakelig ensartet partikkelstørrelsefor-deling som vist i fig. 6.

Fremgangsmåten ble utført for varierende behandlingstider ved hver av flere ulike strømningsmengder over materialet ved bruk av ulike materialprøver (utskåret fra samme bane) for slik å gi ulike varigheter for behandlingen. Resultatene er vist i fig. 7 og 8 som respektivt er grafiske fremstillinger av maksimal porestørrelse i forhold til behandlingsomfang og luftpermeabilitet (Bendtsen) i forhold til behandlingsomfanget. Fig. 7 viser reduksjonen i maksimal porestørrelse for de mellomliggende strømningsgrader som er benyttet (7,8 x 10~ <2> og 3,5 x IO-<1> dm<3> min.-<1> cm-<2>), men opprettholdelse av maksimal porestørrelse ved de lave (1,7 x IO-<2> dm<3> min-<1> cm" <2>) og høye (7 x 10_1 dm<3> min _<1> cm-<2>) strømningsmengder. Spredningen av resultatene for høytreghets-tilfellet skyldes tilfeldige variasjoner i porestørrelsen ettersom det var utilstrekkelig modifiserende middel for jevn overflatebeleg-ning. Fig. 8 viser reduksjonen i luftgjennomtrengelighet ved lave og midlere strømningsgrader, og den hovedsakelig konstante luftpermeabilitet ved høye strømningsgrader (ifølge fig. 3 og 4).

Eksempel 2

Dette var hovedsakelig en repetisjon av eksempel 1 bortsett fra at det ble benyttet et annet 60 g/m<2> papir, av høy luftpermeabilitet (omkring 6500 Bendtsen). Resultatene

(og strømningsgradene benyttet) er vist i fig. 9 og 10. Nok igjen er variasjonen av luftgjennomtrengelighet og maksimal porestørrelse tydelig fra disse grafiske fremstillinger.

Eksempel 3

Prøver av et tredje 60 g/m<2> papir med middels luftpermeabilitet (omkring 350 Bendtsen) ble hver behandlet med en aerosol innbefattende leire som poremodifiserende middel ved en strømningsgrad tvers over materialet på 1,7 x 10~<2> dm<3> min _<1> cm-<2> for varierende behandlingstider og gir derved ulike behandlingsomfang (og således ulike luftpermeabiliteter). Nye materialprøver ble også behandlet (i ulike tider) ved en strømningsmengde på 7,8 x IO-<2> dm<3> min-<1> cm-2.

De behandlede prøver oppnådd på denne måte ble deretter individuelt utsatt for de samme betingelser med luftbårne mikroorganismer ved en strømningsmengde på 6,5 x IO-<3> dm<3 >min-<1> cm-<2> og den prosentvise penetrering av slike mikroorganismer gjennom banen ble fastslått. Resultatene er vist i fig. 11 som er en grafisk fremstilling av prosentvis penetrering i forhold til luftpermeabilitet (Bendtsen) (begge plottet på en logaritmisk skala). I fig. 11 er punktene representert med en "X" de prøver som er behandlet med poremodifiserende middel ved en strømningsmengde på

7,8 x IO-<2> dm<3> min-<1> cm-<2> (kurve G) og de representert med en "0" prøver behandlet ved 1,7 x IO"<2> dm<3> min-<1> cm-<2> (kurve H).

Forklaringen av disse to kurver ligger i plasseringen av sonen med høyt overflateareal dannet ved avsetning av poremodifiserende middel inne i transportporene. Under betingelser av lav treghet (kurve H), er prosentandelen penetrering vist å falle dramatisk med svak reduksjon i luftpermeabilitet. Dette er i samsvar med økningen av barriereegenskapene ved dannelsen av en sone med stort overflateareal inne i porekammeret uten å redusere porestørr-elsen. På den andre side er, under betingelser av middels treghet (kurve G), prosentandelen penetrering vist å falle dramatisk med større reduksjon i luftpermeabilitet sammenlignet med lavtreghetsforhold. Dette er i samsvar med økningen av barriereegenskapene ved dannelse av en sone med stort overflateareal ved poreinnsnevringene. Under disse forhold, i tillegg til økede barriereegenskaper, fører sonen med stort overflateareal til en reduksjon i porestørrelsen som i sin tur gir minsket luftgjennomtrengelighet. Endringen i porestørrelse under forhold av middels treghet er åpenbar fra en minskning i maksimal porestørrelse (se verdiene for maksimal porestørrelse i rutene i fig. 11).

Eksempel 4

Et fjerde papir på 60 g/m<2> og lav luftpermeabilitet (omkring 100 Bendtsen) ble behandlet med en aerosol generert i forstøveren 4 fra en suspensjon av kalk i vann, hvor suspensjonen har den følgende sammensetning.

Kalken hadde hovedsakelig jevn partikkelstørrelsefordeling som vist i fig. 6.

Metoden ble repetert for varierende behandlingstider ved bruk av ulike prøver (utskåret fra den samme papirhane) for slik å gi ulike behandlingsomfang (uttrykt som dm<3>). De ulike behandlede prøver (såvel som en ubehandlet prøve) ble deretter individuelt utsatt for de samme betingelser med luftbårne mikroorganismer og den prosentvise penetrering av slike mikroorganismer gjennom banen ble bestemt. Resultatene er grafisk avbildet i fig. 12 der prosentvis penetrering av mikroorganismer (på en logaritmisk skala) er plottet mot behandlingsomfanget.

Det vil umiddelbart fremgå av fig. 12 at den prosentvise penetrering på 0,4$ for den ubehandlede prøve faller markert til en verdi på omkring 0,0002$ for et behandlingsomfang mindre enn 1 dm<3> (vesentlig mindre enn 0,4).

Eksempler 5 og 6

Disse var hovedsakelig like med eksempel 1 ved bruk av lignende aerosolforbindelser. Eksempel 5 benyttet 60 g/m2 papir av middels luftgjennomtrengelighet (omkring 450 Bendtsen). Eksempel 6 benyttet 45 g/m<2> papir med middels luftgjennomtrengelighet (omkring 500 Bendtsen). Begge papir hadde penetreringsevneverdier på 4$. Fig. 12 viser hvordan disse ble redusert ved ulike behandlingsomfang. Penetreringsevnen for det tyngre papir (eksempel 5) ble redusert til 0,0004 ved behandling av kun omkring 0,1 dm<3>/78,5 cm<2>. Penetreringsevnen for det lettere papir (eksempel 6) ble likeledes redusert (til 0,0003$), men dette krevde mer behandling (1,3 dm<3>/78,5 cm<2>).

Claims (15)

1. Luftpermeabelt barrieremateriale omfattende porøst materiale som har porer med ulike størrelser, hvor et poremodifiserende middel er innarbeidet i porene, karakterisert ved at det poremodifiserende middel er selektivt innarbeidet i de største porene, hvilke porer utgjør en mindre andel av det totale antall; og at det modifiserende middel er slik at det gir soner med stort overflateareal inne i disse porer på en slik måte at passering av luftbårne partikler gjennom disse porer hindres eller begrenses.

2. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at det poremodifiserende middel innbefatter partikler av hovedsakelig ensartet størrelse, slik at minst 90$ av partiklene har diametere som faller innenfor et tredoblet størrelsesområde.

3. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge krav 1 eller krav 2, karakterisert ved at det poremodifiserende middel består av partikler hvis middelstørrelse er mindre enn 1/3 av den maksimale porestørrelse.

4. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at vekten av det poremodif iserende middel ikke er mer enn 1 vektprosent av det porøse materialet.

5 . Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at det er et papir.

6. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at det porøse materialet er hovedsakelig sammensatt av fibre.

7. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at det poremodifiserende middel er valgt blant kalk, leire, glass, cellulose og alkylketendimerer.

8. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at den mindre andel av porene som inneholder poremodifiserende middel omfatter transportporer.

9. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at plasseringen av det poremodifiserende middel i porene er slik at den maksimale porestørrelse er hovedsakelig upåvirket av deres tilstedeværelse.

10. Luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av kravene 1-8, karakterisert ved at det poremodifiserende middel befinner seg i porene ved deres innsnøring for slik å danne soner med høyt overflateareal i og nær inntil innsnevringene.

11. Fremgangsmåte for forøkning av barriereytelsen til et luftpermeabelt materiale som har ulike porestørrelser, karakterisert ved at den innbefatter å etablere av en trykkforskjell over materialet og behandle høytrykkssiden av materialet med en suspensjon, dispersjon eller aerosol av et poremodifiserende middel under betingelser slik at det poremodifiserende middel selektivt innarbeides i de største porene (som utgjør en mindre andel av det totale antall porer) for slik å tilveiebringe soner med stort overflateareal innenfor disse porer på en slik måte at det begrenser passering av luftbårne partikler gjennom disse porer.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at behandlingen av materialet utføres under betingelser med lav eller middels treghet, slik at det poremodifiserende middel transporteres inn i porene med strømningen frembragt av trykkforskjellen.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at et addesiv tilsettes for å holde det poremodifiserende middel i det porøse materialet.

14 . Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene 11-13 karakterisert ved at den er tilpasset til å fremstille et luftpermeabelt barrieremateriale ifølge et eller flere av kravene 1-10.

15 . Anvendelse av en luftpermeabel barriere ifølge et eller flere av kravene 1-10, for innpakning av en medisinsk eller kirurgisk gjenstand.