DE69409400T2

DE69409400T2 - Verbundvliesstoff und daraus hergestellte artikel

Info

Publication number: DE69409400T2
Application number: DE69409400T
Authority: DE
Inventors: Jared Austin; Mark Berman; Scott Gessner; Robert Hyslop; Deborah Lickfield; Andrew Oleszczuk
Original assignee: Fiberweb North America Inc
Current assignee: Fitesa Simpsonville Inc
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-12-01
Publication date: 1998-10-29
Anticipated expiration: 2014-12-02
Also published as: KR100357725B1; KR960705678A; US5484645A; JPH09506305A; CA2177035C; ATE164548T1; DE69409400D1; WO1995015848A1; IL111910A; EP0732992B1; DK0732992T3; EP0732992A1; AU1265595A; IL111910A0

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vuesstoffe, und spezieller Verbundbarrierenvuesstoffe, die im besonderen für medizinische Anwendungen geeignet sind.

Hintergrund der Erfindung

Es sind Barrierevuesstoffe entwickelt worden, welche den Durchgang von Bakterien und anderen Kontaminantien bzw. Verunreinigungen verhindern bzw. erschweren und welche für medizinische Einwegartikel, wie chirurgische Behänge bzw. Vorhänge, Einwegumhänge- bzw. -kleidungsstücke u. dgl., verwendet werden. Zum Beispiel können solche Barrieretextilerzeugnisse durch schichtartiges Anordnen eines inneren faserigen Vlieses aus thermoplastischen schmelzgeblasenen Mikrofasern zwischen zwei äußeren nonwoven Faserstoffbahnen aus im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen spunbonded Filamenten gebildet werden. Das faserige schmelzgeblasene Vlies sieht eine Barriere für Bakterien oder andere Kontaminantien vor, während die äußeren spunbonded Schichten für den Verbundvliesstoff eine gute Festigkeit und eine gute Verschleißfestigkeit vorsehen. Beispiele solcher Textilerzeugnisse sind in dem US-Patent 4 041 203, dem US-Patent 4 863 785 und dem US-Patent 4 508 113 beschrieben.
Bei der Herstellung dieser Art von Textilerzeugnis werden die jeweiligen nonwoven Schichten thermisch aneinander gebunden bzw. miteinander verbunden, um ein einheitliches Verbundtextilerzeugnis auszubilden. Typischerweise beinhaltet das thermische Binden bzw. Verbinden das Hindurchführen der nonwoven Schichten durch einen erhitzten, gemusterten Kalander und das teilweise Schmelzen der inneren schmelzgeblasenen Schicht in diskreten Bereichen, um Schmelzbindungen auszubilden, welche die nonwoven Schichten des Verbundmaterials zusammenhalten. Zum Beispiel ist das US-Patent 4 505 113 auf einen Verbundvliesstoff gerichtet, welcher äußere Schichten umfaßt, die aus konjugierten Fasern gebildet sind, welcher aus höher und niedriger schmelzenden Komponenten zusammengesetzt sind. Die äußeren Schichten bedecken eine innere schmelzgeblasene Struktur auf beiden Seiten. Die schmelzgeblasene Struktur enthält drei Schichten, äußere schmelzgeblasene Schichten, die aus einem niedrig schmelzenden Polymer ausgebildet sind, welche eine innere schmelzgeblasene Schicht, die aus einem hochschmelzenden Polymer ausgebildet ist, auf beiden Seiten bedecken. Die Schmelztemperaturen der äußeren Schichten der schmelzgeblasenen Struktur sind so gewählt, daß sie der Schmelztemperatur der niedriger schmelzenden Komponente der konjugierten Fasern entsprechen. Demgemäß wirken die niedriger schmelzenden äußeren schmelzgeblasenen Schichten als "Bindungs-" oder "Verankerungs"-Schichten und sind nicht in dem Textilerzeugnis enthalten, um Barriereeigenschaften zu verleihen.
Ohne genügendes Schmelzen und ohne genügende Verschmelzung der schmelzgeblasenen Schicht hat das Verbundtextilerzeugnis eine schlechte Zwischen-Lage-Haftung. Jedoch besteht, sofern nicht die thermischen Bindebedingungen genau gesteuert werden, die Möglichkeit, daß sich die thermischen Bindebereiche übermäßig erhitzen, was "feine Löcher" verursacht, welche die Barriereeigenschaften der inneren schmelzgeblasenen Schicht gefährden oder zerstören können. Demgemäß stellen in der Praxis die thermischen Bindebedingungen, die dazu benutzt werden, einen Kompromiß zwischen der geforderten Zwischen-Lage-Haftungsfe stigkeit einerseits und den geforderten Barriereeigenschaften, welche durch die schmelzgeblasene Schicht vorgesehen werden müssen, andererseits dar.
Die konventionellen Barrieretextilerzeugnisse vom spunbondschrnelzgeblasen-spunbond-Typ haben außerdem Beschränkungen in den Arten der Sterilisationsverfahren, die verwendet werden können. Für einige Anwendungen ist es erwünscht, daß das Textilerzeugnis oder Kleidungsstück in den Endstadien der Herstellung dadurch sterilisiert wird, daß es Gammastrahlung ausgesetzt wird. Zum Beispiel kann das Textilerzeugnis oder Kleidungsstück zunächst in einer Schutzverpackung verschlossen werden und dann Gammastrahlung ausgesetzt werden, um die Verpackung und ihren Inhalt zu sterilisieren. Jedoch hat sich eine Sterilisierung durch Gammabestrahlung als ungeeignet für viele der bekannten medizinischen Barrieretextilerzeugnisse erwiesen. Einige der Polymere, die konventionellerweise in solchen medizinischen Barrieretextilerzeugnissen verwendet werden, wie z.B. konventionelle Qualitäten von Polypropylen, sind besonders empfindlich für eine Verschlechterung durch Gammabestrahlung. Textilerzeugnisse, die aus solchen Polymeren hergestellt sind, haben die Tendenz, infolge der Gammabestrahlung über die Zeit hinweg Festigkeit zu verlieren, so daß sie brüchig werden. Außerdem führt die Instabilität der Polymere gegenüber Bestrahlung zur Erzeugung von unangenehmen Gerüchen in dem Produkt, die für den Verbraucher inakzeptabel sind.
Konventionelle Barrieretextilerzeugnisse vom spunbond-schmelzgeblasen-spunbond-Typ haben Beschränkungen in der Art und Weise, in der sie zu einem Produkt hergestellt werden können, wie chirurgischen Umhängen bzw. Kleidungsstücken, chirurgischen Behängen bzw. Vorhängen u. dgl. Typischerweise führt diese Art von Textilerzeugnissen nicht selbst zur Ausbildung von Nähten in einem Textilerzeugnisaufbau durch thermisches Binden oder Schweißen. Weiter können solche Nähte schwach sein und der Integrität ermangeln, die benötigt wird, um eine vollständige Barriere gegen den Durchgang von Kontaminantien vorzusehen. Textilerzeugnisse, die aus konventionellen spunbond-schmelzgeblasen-spunbond-Textilerzeugnissen gebildet sind, können durch Nähen gestaltet werden, aber dieses kann nachteilig sein, da ein Durchstechen des Textilerzeugnisses mit einer Nadel zu Löchern in dem Textilerzeugnis führt, was die Unversehrtheit des Textilerzeugnisses und die Kontinuität der Barriereeigenschaften desselben beeinträchtigt.
Es sind verschiedene Bemühungen unternommen worden, diese Beschränkungen zu überwinden. Zum Beispiel sind Bemühungen unternommen worden, die Polypropylenpolymere stabiler gegen Gammabestrahlung zu machen, wie durch Hineinmischen von gewissen Zusätzen in das Polymer, um den Betrag der Zersetzung zu vermindern. Zum Beispiel bechreibt das US-Patent 4 822 666 ein strahlungsstabilisiertes Polypropylentextilerzeugnis, in welchem ein langkettiger aliphatischer Ester zu dem Polymer hinzugefügt ist. Das US-Patent 5 041 483 offenbart das Inkorporieren eines Harzesters in das Polypropylen, um das Polymer zu stabilisieren und die Tendenz zu einer Geruchserzeugung nach Gammabestrahlung zu vermindern. Jedoch erhöht die Verwendung solcher Zusätze die Kosten des Herstellungsverfahrens. Weiter ist es schwierig, Polypropylen bei kommerziellen Standarddosisniveaus gammastabil zu machen, und zwar selbst unter Verwendung von Zusätzen oder Stabilisatoren.
Die Komponentenschichten von Barrieretextilerzeugnissen vom spunbond-schmelzgeblasen-spunbond-Typ können auch aus Polymeren ausgebildet werden, welche gegen Gammabestrahlung stabil sind. Solche Polymere umfassen Polyarnide, Polyester, einige Polyolefine, wie Polyethylen, und dergleichen. Jedoch werden Textilerzeugnisse, die unter Verwendung von Polymeren hoher Schmelztemperatur ausgebildet werden, wie Polyamid und Polyester, nicht leicht thermisch gebunden bzw. verbunden. Die hohen Temperaturen, die zu einer genügenden Bindung bzw. Verbindung des Textilerzeugnisses erforderlich sind, können die Eigenschaften der schmelzgeblasenen Barriere und die Struktur der äußeren spunbonded Vliese zerstören. Es können Klebstoffe verwendet werden, um die Schichten hoher Schmelztemperatur aneinander zu binden, aber dieses kann zu einer Steifigkeit des resultierenden Textilerzeugnisses führen und macht zusätzliche Kosten.
Es wäre daher vorteilhaft, ein Textilerzeugnis zur Verfügung zu stellen, das eine Barriere gegen die Übertragung von Kontaminantien vorsieht und welches seine Festigkeit beibehält sowie keinen unangenehmen Geruch erzeugt, wenn es in der Gegenwart von Gammastrahlung sterilisiert wird. Es wäre außerdem vorteilhaft, ein solches Textilerzeugnis zur Verfügung zu stellen, welches gute ästhetische Eigenschaften aufweist, wie wünschenswerte Weichheit, Faltenwurf und Atmungsfähigkeit, sowie gute Festigkeit und gute Verschleißfestigkeit, und welches leicht zu einem Produkt, wie einem chirurgischen Umhang bzw. Kleidungsstück, gestaltet werden kann.

Abriß der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt Verbundvliesstoffe zur Verfügung, die wünschenswerte Barriereeigenschaften haben und welche gegen Gammabestrahlung stabil sind. Die Verbundvliesstoffe der Erfindung enthalten ein erstes und zweites spunbonded nonwoven Vlies aus im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten, und ein drittes nonwoven Vlies, das schichtartig zwischen dem ersten und zweiten Vlies angeordnet ist und eine oder mehrere hydrophobe mikroporöse Schichten enthält, die eine Barriere bilden, welche in hohem Grade für Bakterien undurchlassig, aber für Luft durchlässig ist. Die nonwoven Vliese sind aus Polymeren gebildet, welche gegen Gammabestrahlung stabil sind. Die spunbonded Vliese sind so angelegt, daß die Vliese zum Bilden eines Verbundtextilerzeugnisses aneinander gebunden werden, ohne die Barriereeigenschaften der mikroporösen Schicht zu gefährden. Spezieller sind die spunbonded nonwoven Vliese aus kontinuierlichen Mehrbestandteilsfilamenten gebildet, welche eine niedriger schmelzende gammastrahlungsstabile Polyethylenpolymerkomponente und einen oder mehrere höherschmelzende gammastrahlungsstabile Polymerbestandteile enthalten, worin der niedriger schmelzende gammastrahlungsstabile Polyethylenbestandteil über einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Filaments zugegen ist und der höher schmelzende Polymerbestandteil in einer im wesentlichen kontinuierlichen Form entlang der Länge der Filamente vorliegt. Die nonwoven mikroporöse Schicht oder Schichten können ein Vlies aus schmelzgeblasenen Mikrofasern umfassen bzw. enthalten, das aus einem gammastrahlungsstabilen Polyethylenpolymer ausgebildet ist. Die Vliese werden aneinander gebunden, um den Verbundvliesstoff durch diskrete Punktbindungen zu bilden, in denen der Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilarnente und die Polyethylenmikrofasern des genannten dritten nonwoven Vlieses miteinander verschmolzen sind.
Verbundvliesstoffe, in denen Mehrbestandteilspolyrnerstränge ein thermoplastisches elastomeres Polymer enthalten, sind in EP-A-0 586 937 beschrieben, welches gemäß Artikel 54(3) und (4) für BE, DE, ES, FR, GB, IT, NL und SE Stand der Technik ist.
Der Verbundvliesstoff dieser Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er ein ausgezeichnetes Gleichgewicht von Festigkeit, Atmungsfähigkeit und Barriereeigenschaften wie auch Stabilität gegen Gammastrahlung hat, welche Eigenschaften das Textilerzeugnis im besonderen brauchbar in medizinischen und industriellen Anwendungen für die Verwendung als Schutzbekleidungsstücke machen. Verbundvliesstoffe dieser Erfindung haben eine Grab- bzw. Greifzugfestigkeit bzw. -dehnfestigkeit bzw. -reißfestigkeit von wenigstens 7 Kilogramm (15 Pound) in der Querrichtung (CD) und 11 Kilogramm (25 Pound) in der Maschinenrichtung (MD) und eine Gurley-Luftpermeabilität bzw. -durchlässigkeit von wenigstens 17 L/m (35 cfm) für Textilerzeugnisse, die ein Basisgewicht in dem Bereich von 40 bis 120 g/m² haben. Die ausgezeichneten Barriereeigenschaften der Textilerzeugnisse dieser Erfindung werden veranschaulicht durch hohe hydrostatische Gefälle- bzw. Druckhöhennennwerte, typischerweise 35 cm oder größer, und durch bakterielle Filtrationswirksamkeitsnennwerte (BFE-Nennwerte) von 85 Prozent und höher.
In einer Ausführungsform der Erfindung haben die kontinuierlichen Filamente der spunbonded nonwoven Vliese eine Bikomponentenpolymerstruktur. Solche Bikomponentenpolymerstrukturen umfassen Umhüllungs-/Kern-Strukturen, Seite-an-Seite-Strukturen, und dergleichen. Vorzugsweise ist die Bikomponentenstruktur eine Umhüllungs-/Kern-Bikomponentenstruktur, worin die Umhüllung aus Polyethylen gebildet ist und der Kern aus Polyester gebildet ist.
Die Verbundtextilerzeugnisse der vorliegenden Erfindung können durch Schmelzen des niedriger schmelzenden Polyethylenbestandteils mittels einer thermischen Hitzeverschluß- bzw. -abdichtungseinrichtung, einer erhitzten Matrize bzw. Form, einer Ultraschallverschluß- bzw. -abdichtungseinrichtung, einer Hochfrequenzverschluß- bzw. -abdichtungseinrichtung oder dergleichen dicht vergeschlossen bzw. abgedichtet oder gesäumt bzw. genäht bzw. durch eine Naht verbunden werden. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft beim Herstellen von Produkten wie Schutzbekleidungsstücke aus dem Verbundtextilerzeugnis. Zwei oder mehr Teile des Verbundtextilerzeugnisses können durch Bilden einer kontinuierlichen Naht mittels Schmelzen miteinander verbunden werden. Die kontinuierliche schmelzgebundene Naht hält die Schutzbarriereeigenschaften des Textilerzeugnisses längs der Naht aufrecht, wohingegen andere konventionelle Verfahren, wie Nähen, ein Durchdringen der nonwoven Barriereschicht erfordern und demgemäß die Gefahr beinhalten, daß sie die Barriereeigenschaften unterbrechen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung läßt sich vollständiger aus der folgenden detaillierten Beschreibung verstehen sowie aus den beigefügten Zeichnungen, worin
Figur 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Verbundvliesstoffs gemäß der Erfindung ist;
Figur 2 schematisch ein Verfahren veranschaulicht, das eine Ausführungsform zum Ausbilden eines Verbundvliesstoffs der Erfindung ist;
Figur 3 ein Schutzbekleidungsstück veranschaulicht, das aus Verbundvliesstoffen der Erfindung gebildet ist; und
Figur 4 eine Querschnittsansicht, gesehen längs der Linie 4-4 der Figur 3, ist und eine schmelzgebundene Naht des Kleidungsstücks zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Figur 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Verbundvliesstoffs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Textilerzeugnis, das allgemein bei 10 gezeigt ist, ist ein Drei-Schicht-Verbundmaterial, umfassend eine innere Schicht 12, die zwischen äußeren Schichten 11 und 13 schichtartig angeordnet ist. Das Verbundtextilerzeugnis 10 hat gute Festigkeit, Flexibilität und Faltenwurf. Die Barriereeigenschaften des Textilerzeugnisses 10 machen es besonders geeignet für medizinische Anwendungen, wie chirurgische Umhänge bzw. Kleidungsstücke, sterile Hüllen bzw. Umhänge bzw. Mäntel, chirurgische Behänge bzw. Vorhänge, Kappen, Schuhabdeckungen u. dgl., aber das Textilerzeugnis ist auch für irgendeine andere Anwendung brauchbar, worin Barriereeigenschaften erwünscht wären, wie z.B. Overalls oder andere Schutzbekleidungsstücke für industrielle Anwendungen.
Die äußere Schicht 11 kann geeigneterweise ein Basisgewicht von wenigstens etwa 3 g/m² haben, und vorzugsweise von etwa 10 g/m² bis etwa 30 g/m². In der veranschaulichten Ausführungsform besteht die Schicht 11 aus kontinuierlichen Mehrbestandteilsfilamenten, die durch eine konventionelle spunbond-Technik zu einem nonwoven Vlies ausgebildet worden sind. Vorzugsweise werden die Filamente des spunbonded Textilerzeugnisses an den Filamentüberkreuzungsstellen vorgebunden bzw. -verbunden, um ein einheitliches fest zusammenhängendes spunbonded Vlies auszubilden, bevor es mit den anderen Vliesen des Verbundtextilerzeugnisses kombiniert wird. Die äußere Schicht 13 ist auch ein spunbonded nonwoven Vlies aus im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Filamenten. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Schicht 13 eine nonwoven Faserstoffbahn von ähnlicher bzw. gleichartiger Zusammensetzung und ähnlichem bzw. gleichartigem Basisgewicht wie die äußere Schicht 11.
Die Mehrbestandteilsfilamente der Schicht 11 haben einen niedriger schmelzenden thermoplastischen Polymerbestandteil und einen oder mehrere höher schmelzende thermoplastische Bestandteile. Für Zwecke dieser Erfindung ist es wichtig, daß ein signifikanter Teil der Filamentoberfläche durch den niedriger schmelzenden Polymerbestandteil gebildet ist, so daß der niedriger schmelzende Bestandteil für das Binden bzw. Verbinden verfügbar ist, wie unten vollständiger erläutert ist. Wenigstens einer der höher schmelzenden Bestandteile sollte für gute Zugfestigkeit in dem Mehrbestandteilsfilament in einer im wesentlichen kontinuierlichen Form entlang der Länge des Filaments vorhanden sein. Vorzugsweise sollte der niedriger schmelzende Polymerbestandteil eine Schmelzternperatur haben, die wenigstens 5ºC unter jener des höher schmelzenden Bestandteils ist, so daß der höher schmelzende Bestandteil bei den Temperaturen&sub1; die für das thermische Binden bzw. Verbinden der Schichten des Verbundtextilerzeugnisses angewandt werden, seine im wesentlichen kontinuierliche faserige Form beibehält, um eine Verfestigungs- und Verstärkungsfunktion in dem Verbundtextilerzeugnis vorzusehen.
Die speziellen Polymerzusammensetzungen, welche in den höher und niedriger schmelzenden Bestandteilen der Mehrbestandteilsfilamente verwendet werden, können aus jenen gamrnastrahlungsstabilen Polymeren ausgewählt sein, die konventionellerweise beim Ausbilden von schmelzgesponnenen Fasern verwendet werden. Besonders bevorzugt für den niedriger schmelzenden Polymerbestandteil ist Polyethylen, einschließlich Polyethylen-Homopolymeren, -Copolymeren und -Terpolymeren. Beispiele von geeigneten Polymeren für den höher schmelzenden Bestandteil umfassen Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyamide, wie Poly(hexamethylenadipamid) und Poly(caproamid), sowie Copolyrnere und Mischungen hiervon. Die Filamente können außerdem geringere Mengen an anderem Polymer oder an Nichtpolymerzusätzen enthalten, wie antistatische Zusammensetzungen, Schmutzfreigabezusätze, Wasser- oder Alkoholabstoßungsmittel, etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Filamente aus einer Bikomponentenpolymerstruktur ausgebildet. Die Polymerbikomponentenstruktur kann eine Umhüllungs-/Kern- Struktur, eine Seite-an-Seite-Struktur oder andere Strukturen sein, welche vorsehen, daß der niedriger schmelzende gammastrahlungsstabile Polyethylenbestandteil über einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Filaments vorhanden ist und der höher schmelzende Polyrnerbestandteil in einer im wesentlichen kontinuierlichen Form entlang der Länge der Filamente zugegen ist. Die Bikomponentenfilamente können verbesserte ästhetische Eigenschaften vorsehen, wie Griff und Weichheit, basierend auf der Oberflächenkomponente der Bikomponentenfilamente, während sie eine verbesserte Festigkeit, Reißfestigkeit u. dgl. aufgrund der stärkeren Kernkomponente des Filaments zur Verfügung stellen. Bevorzugte Bikomponentenfilamente umfassen Polyethylen/ Polyester-Umhüllungs-/Kern-Filamente, wie Polyethylen/Polyethylenterephthalat-Bikomponenten-Umhüllungs-/Kern-Filamente.
In einer anderen Ausführungsform sind die Filamente aus einer Polymermischung ausgebildet. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die dominante Phase ein Polymer, das aus der aus Polyestern und Polyamiden bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und die dispergierte Phase ist ein Polyethylen. Das Polymer der dispergierten Phase ist in der Mischung in einer Menge von etwa 1 bis 20 Gew.-%, und vorzugsweise etwa 5 bis 15 Gew.-%, der Polyrnermischung vorhanden, so daß der niedriger schmelzende gammastrahlungsstabile Polyethylenbestandteil über einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Filaments vorhanden ist, und der höher schmelzende Polymerbestandteil in einer im wesentlichen kontinuierlichen Form entlang der Länge der Filamente vorhanden ist.
Die innere Schicht 12 umfaßt wenigstens eine hydrophobe mikroporöse Schicht. Die mikroporöse Schicht kann einen mikroporösen Film, eine mikroporöse Dünnplatte bzw. Folie oder ein mikroporöses Vlies, gebildet aus thermisch verdichteten Mikrofasern, oder ein mikroporöses nonwoven Vlies aus Mikrofasern umfassen. Die Mikrofasern sind vorzugsweise gemäß dem Verfahren hergestellt, das in dem US-Patent 3 978 185 von Buntin et al. beschrieben ist. Die innere Schicht 12 kann geeigeneterweise ein Basisgewicht in dem Bereich von etwa 10 bis 80 g/m² haben, und vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis 30 g/m². Die Mikrofasern haben vorzugsweise einen Durchmesser von bis zu 50 Mikron, und am wünschenswertesten ist der Faserdurchmesser geringer als 10 Mikron.
Das zum Ausbilden der mikroporösen Schicht oder Schichten der Lage 12 verwendete Polymer wird auch wegen seiner Stabilität gegen Gammabestrahlung ausgewählt. Außerdem sollte es so ausgewählt werden, daß es thermisch mit dem niedriger schmelzenden Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente mischbar ist. Mit "thermisch mischbar" ist gemeint, daß die Polymere, wenn sie auf thermische Bindungstemperaturen erhitzt werden, fest zusammenhängend werden und sich miteinander verbinden, um ein einziges, einheitliches Bindungsgebiet zu bilden. Typischerweise werden die Polymere, um "thermisch mischbar" zu sein, von der gleichen chemischen Zusammensetzung sein oder von einer solchen gleichartigen bzw. ähnlichen chemischen Zusammensetzung, daß die Polymere miteinander mischbar sind. Wenn sie von unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sind, sind die Oberflächenenergien der Polymere genügend gleichartig bzw. ähnlich, derart, daß sie leicht eine fest zusammenhängende Bindung bzw. Verbindung ausbilden, wenn sie auf thermische Aktivierungstemperatur erhitzt werden. Im Gegensatz hierzu haben Polymere, die nicht thermisch miteinander mischbar sind, keine solche Affinität zueinander, um fest zusammenhängende Bindungen auszubilden. Unter thermischen Bindungsbedingungen können sich die Polymere miteinander verbinden, aber der Bindungsmechanismus ist vorwiegend, wenn nicht ausschließlich, eine mechanische Bindung, die aus mechanischer Verzahnung oder Verkapselung resultiert. Die Polyrnere bilden kein einheitliches Polymergebiet, sondern bleiben als separate identifizierbare Polymerphasen zurück. Zu Zwecken der vorliegenden Erfindung ist die mikroporöse Schicht 12 geeigneterweise aus einem Polyethylen ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen bzw. enthalten die thermoplastischen schmelzgeblasenen Mikrofasern lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), das durch Copolymerisation von Ethylen und einem Alphaolef in, welches 3 bis 12 Kohlenstoffatome hat, hergestellt ist. Bevorzugter ist das Polymer LLDPE, welches einen Schmelzpunkt von etwa 125ºC hat.
Nachdem die jeweiligen Schichten bzw. Lagen des Verbundvliesstoffes zusammengefügt worden sind, werden die Schichten bzw. Lagen gebunden bzw. verbunden. Das Binden bzw. Verbinden kann dadurch erreicht werden, daß das Verbundtextilerzeugnis auf eine Temperatur erhitzt wird, die ausreichend ist, den Polyethylenbestandteil so zu erweichen, daß er das Verbundtextilerzeugnis zur Ausbildung einer einheitlichen Struktur zusammen verschmilzt. Zum Beispiel wird, wenn ein Bikomponentenfilament verwendet wird, das Verbundlaminat thermisch auf eine Temperatur behandelt, die ausreicht, den niedriger schmelzenden Polyethylenbestandteil desselben so zu erweichen, daß er die nonwoven Vliese zur Ausbildung eines einheitlichen Verbundvliesstoffs zusammenschmilzt.
Die Schichten bzw. Lagen können in irgendeiner der auf dem Fachgebiet zum Erreichen einer thermischen Schmelzbindung bekannten Art und Weise gebunden bzw. verbunden werden. Das Binden bzw. Verbinden kann z.B. unter Verwendung eineq erhitzten Kalanders, Ultraschweißung und gleichartiger bzw. ähnlicher Mittel erreicht werden. Der erhitzte Kalander kann glatte Walzen oder gemusterte oder texturierte Walzen umfassen bzw. enthalten. Demgemäß kann das Textilerzeugnis auch, wenn gewünscht, durch die Verwendung von texturierten oder gemusterten Walzen geprägt werden, um ihm eine gewünschte Oberflächentextur zu verleihen und die taktilen Qualitäten des Verbundtextilerzeugnisses zu verbessern oder zu verändern. Das Muster der Prägewalzen kann irgendeines von jenen sein, die auf dem Fachgebiet bekannt sind, einschließlich Punktmustern, schrauben- bzw. spiralförmigen Mustern und dergleichen. Das Prägen karin in kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Mustern, gleichförmigen oder zufallsverteilten Punkten oder einer Kombination hiervon, alles, wie es auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, erfolgen.
Obwohl in den Zeichnungen ein dreischichtiges bzw. -lagiges Verbundtextilerzeugnis gezeigt worden ist, versteht es sich, daß die Anzahl und Anordnung der Lagen bzw. Schichten in Abhängigkeit von den speziellen Eigenschaften, die für das Laminat erstrebt werden, variieren kann. Zum Beispiel können mehrere mikroporöse Schichten in der Erfindung verwendet werden, und/oder es kann eine größere Anzahl von anderen faserigen Vliesen verwendet werden. Außerdem kann wenigstens eines der äußeren Vliese mit einem Behandlungsmittel behandelt werden, um dem Textilerzeugnis irgendeine aus einer Anzahl von gewünschten Eigenschaften zu geben, wie Flammverzögerung, hydrophile Eigenschaften und dergleichen.
Das Vorhandensein des niedriger schmelzenden Polyethylenbestandteils an der Oberfläche der spunbonded äußeren Schichten 11 und 13 des Verbundtextilerzeugnisses 10 ermöglicht es, das Textilerzeugnis durch Schmelzen des niedriger schmelzenden Polyethylenbestandteils mittels einer thermischen Wärmeverschluß- bzw. -abdichtungseinrichtung, erhitzten Matrize bzw. Form, Ultraschallverschluß- bzw. -abdichtungseinrichtung, Hochfrequenzverschluß- bzw. -abdichtungseinrichtung o. dgl. abzuschließen bzw. abzudichten oder zu besäumen bzw. zu nähen. Demgemäß können z.B. die Ränder eines Textilerzeugnisses durch Ausbilden einer im wesentlichen kontinuierlichen Schmelzbindung, die sich längs des Umfangsrands erstreckt, endbearbeitet werden, wobei die Schmelzbindung zwischen dem Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente der äußeren spunbond- Schichten 11 und 13 und der Polyethylenkomponente des inneren Vlieses 12 ausgebildet wird. Diese Eigenschaft ist außerdem vorteilhaft beim Herstellen von Produkten, wie Schutzbekleidungsstücken, aus dem Verbundtextilerzeugnis. Zwei oder mehr Teile des Verbundtextilerzeugnisses können durch Ausbilden einer kontinuierlichen Naht mittels Schmelzen miteinander verbunden werden. Die kontinuierliche schmelzgebundene Naht hält die Schutzbarriereeigenschaften des Textilerzeugnisses entlang der Naht aufrecht.
Die Figur 2 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zum Ausbilden eines Verbundvliesstoffes der Erfindung. Eine konventionelle spunbond-Einrichtung 20 bildet eine erste spunbonded Schicht 22 aus im wesentlichen kontinuierlichen thermoplastischen Polymerfilamenten. Das Vlies 22 wird auf einem Bildungssieb 24 abgelagert, welches mittels Walzen 26 in einer Längsrichtung angetrieben wird.
Das spunbond-Verfahren beinhaltet das Extrudieren eines Polymers durch einen generell linearen Matrizenkopf oder eine generell lineare Spinndüse 30 zum Schmelzspinnen von im wesentlichen kontinuierlichen Filamenten 32. Die Spinndüse erzeugt vorzugsweise die Filamente in im wesentlichen gleichmäßig beabstandeten Anordnungen bzw. Gruppierungen, und die Öffnungen sind vorzugsweise von etwa 0,002 bis etwa 0,040 Zoll im Durchmesser.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, werden die im wesentlichen kontinuierlichen Filamente 32 aus der Spinndüse 30 extrudiert ünd durch eine Zufuhr von Kühiluft 34 abgeschreckt. Die Filamente werden, nachdem sie abgeschreckt worden sind, zu einer Verfeinerungseinrichtung 36 geleitet, und eine Zufuhr von Verfeinerungsluft wird darin zugeführt. Obwohl in der Zeichnung separate Abschreckungs- und Verfeinerungszonen gezeigt sind, ist es dem Fachmann erkennbar, daß die Filamente die Spinndüse 30 direkt in die Verfeinerungseinrichtung 36 verlassen können, wo die Filamente entweder durch Zufuhr von Verfeinerungsluft oder durch eine separate Zufuhr von Abschreckungsluft abgeschreckt werden können.
Die Verfeinerungsluft kann in die Verfeinerungseinrichtung 36 durch eine Luftzuführung oberhalb des Eintrittsendes gerichtet werden, und zwar mittels eines Vakuum bzw. Unterdrucks, das bzw. der sich unter einem Bildungssieb befindet, oder durch die Verwendung von Eduktoren bzw. Saugeinrichtungen, die integral in der Verfeinerungseinrichtung ausgebildet sind. Die Luft strömt die Verfeinerungseinrichtung 36 abwärts, welche sich in der Breite in der von der Spinndüse 30 wegführenden Richtung verengt, so daß eine Düsenwirkung erzeugt wird, welche die Luft beschleunigt und eine Filamentverfeinerung bewirkt. Die Luft und die Filamente verlassen die Verfeinerungseinrichtung 36, und die Filamente werden auf dem Sammelsieb 24 gesammelt. Die in dem spunbond-Verfahren verwendete Verfeinerungseinrichtung 36 kann von irgendeiner geeigneten Art sein, welche auf dem Fachgebiet bekannt ist, wie eine Schlitzzieheinrichtung oder eine Einrichtung vom Rohrtyp (Lurgi).
Nachdem die spunbonded Schicht 22 auf dem Sieb 24 abgelagert worden ist, geht das Vlies in Längsrichtung unter einer konventionellen Schmelzblaseinrichtung 40 hindurch. Die Schmelzblaseinrichtung 40 bildet einen schmelzgeblasenen faserigen Strom 42, der auf der Oberfläche des spunbonded Vlieses 22 abgelagert wird, um eine schmelzgeblasene faserige Schicht bzw. eine Schmelzblasfaserschicht zu bilden. Die Schmelzblasverfahren und die Schmelzblaseinrichtungen sind dem Fachmann bekannt und sind z.B. in dem US-Patent 3 849 241 von Buntin et al. und dem US-Patent 4 048 364 von Harding et al. offenbart. Das Schmelzblasverfahren beinhaltet das Extrudieren eines geschmolzenen Polymermatenais durch feine Kapillaren zu feinen filamentären Strömen. Die filamentären Ströme verlassen die Schmelzblasspinndüsenfläche, wo sie auf konvergierende Ströme von erhitztern Hochgeschwindigkeitsgas, typischerweise Luft, treffen, die aus Düsen 46 und 48 zugeführt werden. Die konvergierenden Ströme aus erhitztem Hochgeschwindigkeitsgas verfeinern die Polymerströme und brechen die verfeinerten Ströme zu schmelzgeblasenen Mikrofasern auf.
Demgemäß wird eine spunbonded Vlies/schmelzgeblasenes Vlies- Struktur 50 gebildet. Die Struktur 50 wird als nächstes durch das Bildungssieb 24 in der Längsrichtung bis zu unterhalb einer Stelle gefördert, wo ein nonwoven Vlies aus thermoplastischen Filamenten auf dessen Oberfläche gebildet wird. Figur 2 veranschaulicht eine spunbonded Schicht, die mittels einer zweiten konventionellen spunbond-Einrichtung 60 ausgebildet wird. Die spunbond-Einrichtung 60 lagert eine spunbonded nonwoven Schicht auf der zusammengesetzten Struktur bzw. Verbundstruktur 50 ab, so daß dadurch eine zusammengesetzte Struktur bzw. Verbundstruktur 64 gebildet wird, die aus einem spunbonded Vlies/schmelzgeblasenen Vlies/spunbonded Vlies besteht.
Die zusammengesetzte Struktur bzw. Verbundstruktur wird dann zu einer konventionellen thermischen Schrnelzbindestation 70 geschickt&sub1; um ein gebundenes bzw. verbundenes nonwoven Verbundtextilerzeugnis 80 zu liefern. Hier wird der niedriger schmelzende Polyethylenbestandteil so erweicht, daß die innere schmelzgeblasene Schicht sicher mit den äußeren spunbonded Schichten verschmolzen wird, während die Integrität bzw. Unversehrtheit der inneren schmelzgeblasenen Schicht aufrechterhalten wird. Das resultierende Verbundvlies 80 verläßt die thermische Schmelzstation 70 und wird durch konventionelle Mittel auf eine Rolle 90 aufgewickelt.
Die thermische Schmelzstation 70 ist in einer konventionellen Art und Weise, wie sie dem Fachmann bekannt ist, aufgebaut, und ist vorteilhafterweise ein Kalander, der Bindewalzen 72 und 74 hat, wie in Figur 2 veranschaulicht ist. Die Bindewalzen 72 und 74 können glatte Walzen, Punktwalzen, spiral- bzw. schraubenförmige Walzen o. dgl. sein.
Obwohl die thermische Schmelzstation in Figur 2 in der Form eines Kalanders veranschaulicht ist, der Bindewalzen hat, können andere thermische Behandlungsstationen, wie Durchluftbindung, Strahlungsheizer oder Ultraschall-, Mikrowellen- und andere Hochfrequenzbehandlungen, welche zum Binden bzw. Verbinden des Textilerzeugnisses fähig sind, gemäß der Erfindung für den Kalander der Figur 2 substituiert werden. Solche konventionelle Erhitzungsstationen sind dem Fachmann bekannt.
Das in Figur 2 veranschaulichte Verfahren läßt zahlreiche Änderungen bzw. Varianten zu. Zum Beispiel ist es, obwohl die schematische Veranschaulichung der Figur 2 dahingehend beschrieben worden ist, daß ein spunbonded Vlies direkt während eines kontinuierlichen In-line-Verfahrens ausgebildet wird, ersichtlich, daß die spunbonded Vliese vorgeformt und als Rollen aus vorgeformten Vliesen zugeführt werden können. Entsprechend kann, obwohl das schmelzgeblasene Vlies 42 als direkt auf dem spunbonded Vlies 22 ausgebildet gezeigt ist, das schmelzgeblasene Vlies vorgeformt werden, und solche vorgeformten Vliese können kombiniert werden, um das Verbundtextilerzeugnis zu bilden, oder sie können durch Erhitzungswalzen zur weiteren Verstärkung bzw. Verdichtung hindurchgeschickt und danach auf ein spunbonded Vlies geschickt werden, oder sie können in Rollenform aufbewahrt und von einer vorgeformten Rolle auf die spunbonded Schicht 22 zugeführt werden. Entsprechend kann das Drei-Schicht-Vlies 64 gebildet und aufbewahrt werden, bevor es in der Station 70 gebunden bzw. verbunden wird.
In Figur 3 bedeutet das Bezugszeichen 95 ein chirurgisches Kleidungsstück, das aus dem Verbundvliesstoff der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Für die Verwendung als ein chirurgisches Kleidungsstück ist das Basisgewicht des Textilerzeugnisses vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 40 bis 60 g/m² und am wünschenswertesten innerhalb des Bereichs von 50 bis 60 g/m². Das Textilerzeugnis hat einen Hydrostatikgefälle- bzw. -druckhöhennennwert von 35 cm oder größer und einen bakteriellen Filtrationswirksamkeitsnennwert (BFE-Nennwert) von 85% oder größer. Das Kleidungsstück 95 wird durch Verbinden von vorgeschnittenen Platten oder Teilen des nonwoven Textilerzeugnisses miteinander mit einer Naht, die durch Schmelzbindung gebildet wird, hergestellt. Spezieller hat, wie in Figur 4 zu sehen ist, eine der Platten 96 einen Bereich, der in Fläche-an-Fläche-Kontaktbeziehung mit einem Bereich einer anderen der Platten 97 positioniert ist, und eine Naht 98 verbindet die Platten miteinander längs den genannten Kontaktierungsbereichen. Die Naht 98 ist eine Schmelzbindung, die zwischen dem Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilarnente der Platte 96 und dem Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente der anderen Platte 97 gebildet ist.
Die folgenden Beispiele dienen dazu, die Erfindung zu erläutern, sie sollen aber keine Beschränkungen derselben sein.

Beispiel 1

Proben eines Trilaminat-Verbundtextilerzeugnisses wurden durch Kombinieren von zwei äußeren Schichten aus einem spunbonded nonwoven Textilerzeugnis, das aus drei Denier pro Filament Polyethylen/Polyester (PET) -Umhüllungs- /Kern-Bikomponentenfilamenten gebildet ist, mit einer mittigen inneren Schicht aus einem schmelzgeblasenen Vlies, das aus linearem Polyethylen niedriger Dichte gebildet ist, hergestellt. Es wurden Proben unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Basisgewichten von spunbond-Bikornponentenfilament-Textilerzeugnis hergestellt. Das Binden bzw. Verbinden wurde unter Verwendung eines erhitzten gemusterten Kalanders ausgeführt. Die physischen bzw. physikalischen Eigenschaften des Textilerzeugnisses sind in der Tabelle 1 unten gezeigt: TABELLE 1
*AVG = Mittel
*STD = Standardabweichung

Beispiel 2

Zusätzliche Proben wurden, wie im Beispiel 1, hergestellt unter Verwendung einer 24 g/m² Schmelzblasschicht von linearem Polyethylen niedriger Dichte und 3 Denier pro Filarnent Polyethylen/Polyester (PET)-Umhüllungs-/Kern-Bikomponenten-spunbonded Schichten von 20 g/m bzw. 15 gim Basisgewicht. Die physikalischen bzw. physischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2
*TEA = Absorbierte Gesamtenergie
Die Erfindung ist im beträchtlichen Detail unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Jedoch ist es ersichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen ausgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in der vorstehenden detaillierten Beschreibung beschrieben und in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Gammastrahlungs-sterilisierbarer Verbundvliesstoff, umfassend:

ein erstes und zweites spunbonded nonwoven Vlies, die aus kontinuierlichen Mehrbestandteilsfilamenten ausgebildet sind, wobei das erste und zweite spunbonded nonwoven Vlies entgegengesetzte äußere Oberflächen des Verbundvliesstoffs begrenzen, wobei die Mehrbestandteilsfilamente des ersten und zweiten Vlieses einen niedriger schmelzenden, gammastrahlungsstabilen Polyethylenpolymerbestandteil und einen höherschmelzenden gammastrahlungsstabilen Polymerbestandteil, aber unter Ausschluß von thermoplastischen elastomeren Polymeren, enthaltenf wobei der niedriger schmelzende, gammastrahlungsstabile Polyethylenbestandteil über einen wesentlichen Teil der Oberfläche des Filaments vorhanden ist und der höher schmelzende Polymerbestandteil in einer im wesentlichen kontinuierlichen Form längs der Länge der Filamente vorhanden ist;

ein drittes nonwoven Vlies, das zwischen dem ersten und zweiten spunbonded nonwoven Vlies schichtartig angeordnet ist, wobei das dritte nonwoven Vlies wenigstens eine hydrophobe mikroporöse Schicht umfaßt, die aus einem gammastrahlungsstabilen Polyethylenpolymer gebildet ist; und

eine Mehrzahl von diskreten Punktbindungen überall in dem genannten Verbundtextilerzeugnis, welche das erste, zweite und dritte Vlies zur Ausbildung des Verbundvliesstoffs aneinander binden, wobei die diskreten Punktbindungen Bereiche umfassen, worin der Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente und das Polyethylenpolymer des dritten nonwoven Vlieses miteinander verschmolzen bzw. zusammen geschmolzen sind.

2. Verbundvliesstoff gemäß Anspruch 1, der eine Grab- bzw. Greifzugfestigkeit bzw. -dehnfestigkeit bzw. -reißfestigkeit von wenigstens 7 kg (15 Pounds) in der Querrichtung (CD) und wenigstens 11 kg (25 Pounds) in der Maschinenrichtung (MD), eine Gurley-Luftpermeabilität von wenigstens 17 lis (35 cfm) und ein Basisgewicht im Bereich von 40 bis 120 g/m² hat.

3. Ve:rbundvliesstoff gemäß Anspruch 2, der ein Basisgewicht im Bereich von 50 bis 60 g/m² und einen Hydrostatikgefällebzw. -druckhöhennennwert bzw. eine Hydrostatic Head Rating von 35 cm oder größer hat.

4. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, der einen bakteriellen Filtrationswirksamkeits(BFE)-Nennwert von 85% oder größer hat.

5. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin der höher schmelzende Polymerbestandteil der Mehrbestandteusfuamente ein Polyester ist.

6. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin der höher schmelzende Polymerbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente ein Polyamid ist.

7. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Mehrbestandteilsfilamente des ersten und zweiten Vlieses Umhüllungs-Kern-strukturierte-Bikomponenten-Filamente umfassen, die einen Polyesterkern und eine Polyethylenhülle haben.

8. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Mehrbestandteilsfilamente des ersten und zweiten Vlieses Seite-an-Seite-strukturierte-Bikomponenten- Filamente umfassen, die eine Polyesterkomponente und eine Polyethylenkomponente haben.

9. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, worin die wenigstens eine hydrophonbe mikroporöse Schicht einen nonwoven Vlies aus schmelzgeblasenen Mikrofasern umfaßt.

10. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine im wesentlichen kontinuierliche Abdichtung bzw. einen im wesentlichen kontinuierlichen Abschluß, die bzw. der sich längs wenigstens einem Umfangsrandteil des Textilerzeugnisses erstreckt, wobei die Abdichtung bzw. der Abschluß eine Schmelzbindung umfaßt, die zwischen dem Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente des ersten und zweiten Vlieses ausgebildet ist.

11. Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Mehrbestandteilsfilamente des ersten und zweiten Vliesee eine Mischung aus einem Polyamid bzw. Polyamid- oder Polyesterpolymer als eine dominate Phase und einem Polyethylenpolymer als eine dispergierte Phase umfassen.

12. Erzeugnisgegenstand, umfassend zwei Teile aus Verbundvliesstoff gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, und eine die genannten beiden Textilerzeugnisse miteinander verbindende Naht, wobei die Naht eine Schmelzbindung umfaßt, die zwischen dem Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente des einen Teils und dem Polyethylenbestandteil der Mehrbestandteilsfilamente des anderen Teils gebildet ist.