SE510065C2 - Elastiskt laminatmaterial utan klorföreningar, lämpligt för kroppskontakt - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 av frysning mm, och det beskrivna laminatet av kloroprenskumgummit, stretch-Nylon och kontaktlimfilm har under en följd av år använts för det angivna ändamålet.

Det har emellertid visat sig - dels att skumgummimaterialet kan ge hudutslag eller allergier, speciellt för personer med känslig hud, sannolikt beroende på att kloroprenmaterialet kan avge irriterande klorföreningar; - dels också att bindemedlet i kontaktlimmet, vilken kan utgöras av toluen, xylen och liknande aromatiskt kolväte, kan migrera och emittera lukt och rester av toluen och andra kolväten, samt även rester av tungmetaller, vilket också kan ge negativa hudreaktioner och skapa irriterande lukt.

På grund av dessa egenskaper hos materialet har materialet inte kunnat certifieras till önskad klass enligt ÖKOTEX standard 100, produktklass 2. Det kan förväntas att det inom kort kommer även EU-direktiv inom detta område.

Till grund för uppfinningen har därför legat problemet att åstadkomma ett elastiskt laminatmaterial bestående av en stomme av ett elastiskt skummaterial med slutna celler, ett töjbart eller elastiskt, företrädesvis stickat ytskiktsmaterial samt ett likaledes töjbart eller elastiskt bindemedel mellan skummaterialstommen och ytskiktsmaterialet, vilket laminatmaterial saknar sådana beståndsdelar som kan emittera och ge hudutslag, allergi eller störande lukt, och som kan användas i direkt hudkontakt även av personer med mycket känslig hud. Ändamålet med uppfinningen har varit att finna ett elastiskt stommaterial av skumgummityp, vilket är fritt från klorföreningar och andra föreningar som kan ge hudproblem eller andra oönskade effekter, samt att finna ett material som kan användas för stark och säker ihoplimning av laminatet.

Ett möjligt skummaterial för laminatstommen är en elastomer av typen eten-propen-dien-terpolymer, s k EPDM-gummi, vilken elastomer kan tillhandahållas som ett syntetiskt skumgummimaterial med slutna celler, och vilken visat sig ge åtminstone samma tekniskt goda verkan som det tidigare vanligt använda kloroprenskumgummit, men som saknar kloroprenskumgummits icke önskade effekter. EPDM-skummet kan vara svavelvulkat eller peroxidvulkat samt temperaturhärdat.

Andra möjliga skummaterial till materialstommen är styren- butadiengummi lSBR-gummi), akrylnitril-butadiengummi (NBFl-gummi). Det 10 15 20 25 30 35 510 065 är även möjligt att använda någon typ av uretan. SER-gummi ger emellertid inte så god kvalitet som EPDM-skumgummit; NBR-gummi kan vid långvarig användning ge upphov till vissa medicinskt negativa effekter; och uretangummi är ej så hydrolysbeständigt som EPDM-gummi och kan undergå förändringar vid långvarig kontakt med vatten.

Ett problem med EPDM-skumgummi är att det är svårt att limma, och att det därför kan vara svårt att få ytskiktet av textilmaterial att fästa mot EPDM- skumgummit. Omfattande försök har emellertid förvånande visat att det är möjligt att åstadkomma en både stark och elastisk fog mellan EPDM- skumgummit och textilskiktet med hjälp av ett termoplastiskt smältlim, t ex i form av en limfilm eller ett smältlim i pulverform, vilket lim saknar vidhäftningsförmåga (kladdar inte) i kallt tillstånd, men som får god vidhäftning vid uppvärmning, speciellt i kombination med tryckbehandling.

Limmet får inte innehålla några medicinskt olämpliga ämnen eller miljöskadliga ingredienser, och det måste vara så töjbart eller elastiskt att det töjer sig mer än skumgummímaterialet, t ex mer än 200%. Limmet skall också vara vattenbeständigt och ha goda väderbeständiga egenskaper, det skall vara beständigt mot UV-strålning, och det skall vara sådant att inga skador uppkommer i limmet ens vid stark böjning och brytning av laminatet av skumgummimaterial och tyg.

Ett väl lämpat lim utgörs av ett eten-vinyl-acetatlim, vanligen kallat EVA- lim, vilket ger en elastisk och mycket god fog vid upphettning och samtidig sammanpressning av skumgummi, limfilm eller -pulver och textilskiktet.

Limfogning kan ske vid en temperatur av 120-180°C och vid ett tryck av 4-8 bar under en tid av 10-20 sekunder. Limning kan t ex ske genom känd s k "hot-meltteknik" och under användande av något typ av värmeavgivare, t ex lR-värmare, eller genom annan känd teknik.

Andra användbara limsorter är polyolefiner eller polyestrar. Det är även möjligt att använda sig av polytenfilm eller polyuretanlimfilm.

Limfilmen kan utgöras av en EVA-film eller någon polyolefinfilm eller polyesterfilm, vilken är perforerad. Alternativt kan man använda sig av en tunn film av annat material, på vilken limpunkter av EVA, en polyolefin eller en polyester applicerats, och vilka aktiveras till att åstadkomma en limfog genom värme och tryck.

Det år mycket svårt att åstadkomma en limfog på ett kolvätematerial av typen EPDM-skumgummi. Det är därför förvånande att en mycket god, 10 15 20 25 30 35 510 065 hållfast, vattenbeständig och töjbar eller elastisk limfog med god väderbeständighet och goda köldegenskaper kan åstadkommas mellan EPDM- skumgummit och textilmaterialet med hjälp av en termoplastisk limfilm eller ett termoplastiskt pulver av den nämnda typen.

Det i föreliggande fall aktuella laminatmaterialet skall vara sådant att den kan användas som konfektionsmaterial, vilket kan sys, limmas, ev. svetsas.

I bifogade figur 1 visas en sprängskiss av ett laminatmaterial enligt uppfinningen. Figur 2 visar schematiskt sättet att foga samman laminatdelarna. Figurerna 3, 4 och 5 är diagram som visar olika egenskaper hos ett laminat enligt uppfinningen.

Det i figurerna 1 och 2 visade laminatmaterialet utgörs av en stomme 1 av ett syntetiskt skumgummimaterial med slutna celler, t ex ett EPDM- skumgummi, vilket laminerats ihop med ett ytskikt 2 av ett textilmaterial, t ex ett stickat textilmaterial såsom stretch-Nylon. Limfogen 3 visas i detta fall bestå av en limfolie av ett termoplastiskt smältlim, t ex ett eten-vinyl- acetatlim, vanligen kallat EVA-lim. Limfolien visas perforerad, vilket förbättrar limfilmens elastiska egenskaper. Det är alternativt möjligt att i stället för att använda en limfilm bespruta skumgummistommen 1 och/eller ytskiktet 2 med ett torrt pulver av samma typ material, eller att droppa på smälta droppar av ett lim på stommen 1 och/eller ytskiktet 2.

Såsom antyds schematiskt i figur 2 sker ihoplimningen av stomme 1, som kan ha en tjocklek av 1,5-10 mm, ett ytskiktet 2, som kan ha en tjocklek av upp till 0,3-1,5 mm, och den mellanliggande limfilmen 3 genom att ett tryck 4 appliceras, t ex ett tryck av 4-8 bar, samtidigt som limfilmen värms till en temperatur av 120-180°C. Värmen kan åstadkommas genom IR-strålning eller annan känd teknik. Trycket och värmen upprätthålls under en tid av 10- 20 sekunder.

Som alternativ till det nämnda skumgummimaterialet av typen EPDM kan användas någon annan elastomer av skumtyp med slutna celler, t ex SER- gummi eller NBR-gummi.

Som alternativ till den töjbara eller elastiska limfilmen av EVA kan användas en motsvarande limfilm av en polyolefin, en polyester, polyeten, eller möjligen polyuretan.

För att bedöma olika egenskaper hos ett laminatmaterial bestående av ett klorfritt skumgummimaterial och ett textilytskikt och med en limfog av ett termoplastiskt smältlim har ett antal olika undersökningar gjorts av olika 10 15 20 25 30 35 510 065 laminatkombinationer, vilka redovisas i figurerna 3, 4 och 5. I figur 3 visas draghållfastheten hos det nya laminatet till brott efter 1-8 tvättníngar av materialet i 40°C temperatur; i figur 4 visas brottförlängningen av Iaminatet, likaledes efter 1-8 tvättningar; och i figur 5 visas avskalningen av ytskiktet från stommaterialet vid olika avskalningskrafter och likaledes efter 1-8 tvättningar av laminatet. Som referensmaterial användes i samtliga undersökningar ett lamínatmaterial av den tidigare nämnda kända typen bestående av kloroprenskumgummi, stretch-Nylon och ett kontaktlim av välkänd sort.

ANALYS Av LAMINAT MED TERMOPLASTISKA UMFILMER Ett antal olika Iimfilmer har undersökts med avseende på möjlighet att åstadkomma en limfog mellan EPDM-skumgummi och ett stretch-Nylon- material. Limfilmerna tillhandahölls av Borealis och betecknades 0EO467, EVA OE5019, EEA OE5810 och EBA 0E6420. Filmtjockleken var i samtliga fall 80 um. EPDM-skummet hade en tjocklek av 3,5 mm, och ytskiktet utgjordes av stretch-Nylon med en tjocklek av omkring 1 mm. EPDM-skumgummit hade följande sammansättning: Polymer EPDM 32% Mjukgörare: míneralolja 29% Kimrök 15% Fillermaterial: kalciumkarbonat med någon andel Al, Si och spår av Zn, Ti 24%.

Det har visat sig möjligt att variera tjockleken på skummaterialet mellan t ex 1,5 och 10 mm, och att tygmaterialet kan ges en tjocklek av t ex 0,3-1,5 mm.

Följande undersökningar utfördes: draghållfasthet, redovisad i figur 3, brottförlängning, redovisad i figur 4 och avskalningskraften, redovisad i figur 5.

För bedömning av draghållfastheten till brott och förlängningen av laminatet gjordes bedömningar efter det att laminatet tvättats 2, 4 respektive 8 gångar. Tvåttningen skedde i 40°C och laminatet torkades i luft.

Undersökningen gjordes på ett lamínatmaterial med 3,5 mm tjocklek.

Diagrammen i figurerna 3 och 4 visar att draghållfastheten till brott och förlängningen av materialet kvarstod praktiskt taget oförändrade efter dessa 8 10 15 20 25 510 065 tvättar. Resultaten av draghållfasthetsundersökningarna enligt figur 3 visar också att draghållfastheten till brott var praktiskt taget samma som för det tidigare kända Kloropren-kontaktlimmaterialet, vilket användes som referens material. Figur 4 visar att brottförlängningen var något litet mindre är för referensmaterialet, med den lilla skillnaden bedömdes om negligerbar.

Vidare genomfördes en avskalningsundersökning som en funktion av antalet tvättar. Undersökningarna utfördes så att en dragkraft applicerades mellan skumgummimaterialet och textilytskiktet. Resultatet redovisas i figur 5.

Det framgår att avskalningsstyrkan var nära oförändrad efter alla tvättningar.

Det framgår också att avskalningsstyrkan faktiskt var större för det här aktuella nya materialet än för det tidigare kända "Kloropren-materialet".

Böjhållfastheten undersöktes i ytterligare försök efter fingerad åldring genom UV-bestrålning. Det visade sig att laminatmaterialen visade en endast obetydligt ökad styvhet efter de 8 tvättningarna och UV-bestrålningen. lngen ökning av styvheten kunde heller noteras efter det att laminatstyckena utsatts för frysning.

Det kunde fastställas att adhesionen med hjälp av de termoplastiska filmerna var tillfredsställande för alla angivna filmer, och att adhesionen inte visade någon märkbar minskning efter 8 tvättningar. UV-behandlingen ledde till en obetydlig minskning av draghållfastheten och brottförlängningen. lngen minskning av delamineringskraften kunde observeras efter 100 timmars UV- bestrålning. lnte heller frysning av laminaten syns påverka egenskaperna hos materialen enligt böjhållfasthetsundersökningen.

Det kunde också fastställas att det nya laminatmaterialet i alla hänseenden uppvisade samma goda tekniska egenskaper som det tidigare kända “Kloropren-materialet". lngen emittering av klorföreningar eller andra skadliga föreningar kan förekomma vid det nya materialet, och inte heller avger det termoplastiska limskiktet några ämnen eller någon lukt.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Ett elastiskt laminatmaterial (flerskiktsmaterial, sandwichmaterial) avsett att användas i olika sammanhang där materialet kan komma att användas i direkt kontakt med mänsklig hud och bestående av en stomme (1) av ett elastiskt, poröst skummaterial, företrädesvis ett material med slutna celler, och ett töjbart ytskikt (2) på den ena eller båda sidor därav, företrädesvis ett stickat material såsom ett "stretch-material", ett trikå/vävmaterial, ett piquématerial eller liknande material, vilket fixerats mot stommen (1) med hjälp av ett mellanliggande limskikt (3), kännetecknat av att stommen utgörs av en elastomer utan innehåll av några klorföreningar, såsom ett skummaterial av en polymer av typen eten-propen-butadien-terpolymer- material (EPDM) eller ett skumgummimaterial av en temoplastisk elastomer såsom styren-butadien-gummi (SBR) eller akrylnitril-butadiengummi (NBR), och av att Iimskiktet (3) utgörs av ett termoplastiskt smältlim av den typ som är torrt och klibbfritt i kallt tillstånd men har goda limningsegenskaper vid uppvärmning.

2. Ett laminatmaterial enligt krav 1, kännetecknat av att limfogen utgörs av ett termoplastiskt smältlim (3) i form av en limfolie, ett torrt Iimpulver eller Iimklickar som pålagts på skumgummistommen (1) och/eller på ytskiktet (2) av textilmaterial.

3. Ett laminatmaterial enligt krav 2, kännetecknat av att limfolien är perforerad.

4. Ett laminatmaterial enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att Iimskiktet utgörs av ett eten-vinyl-acetatlim (EVA).

5. Ett laminatmaterial enligt krav 2 eller 3, kännetecknat av att limskiktet utgörs av ett polyolefin-, ett polyester-, ett polyeten- eller ett polyuretanmaterial.

6. Ett laminatmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av att Iimskiktet har en optimal smältpunkt för Iimning av 120-180°C.

7. Ett laminatmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av att laminatet utgörs av en skumgummistomme (1) med en tjocklek av t ex mellan 1,5 och 10 mm, ett textilytskikt på endera eller båda sidor av skumgummistommen (1) med en tjocklek av cirka 1 mm, och där laminatet limmats samman med ett tryck av 4-8 bar och en temperatur av 120-180°C under en limfogningstid av 10-20 sekunder. 510 065

8. Ett laminatmaterial enligt något av föregående krav, kännetecknat av laminatmaterialet har sådan uppbyggnad och struktur att den kan användas som konfektionsmaterial, vilket kan sys, limmas eller ev. svetsas.