DE3689638T2

DE3689638T2 - Schmelzbare und mikrofeine Fasern enthaltendes, mehrschichtiges Faserprodukt.

Info

Publication number: DE3689638T2
Application number: DE3689638T
Authority: DE
Inventors: Alfred Thomas Mays; Ching-Yun Morris Yang
Original assignee: McNeil PPC Inc
Current assignee: Johnson and Johnson Consumer Inc
Priority date: 1985-08-15
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2006-08-14
Also published as: JPS62104954A; DE3689638D1; ATE101666T1; JPH07116669B2; US4657804A; EP0212604A3; EP0212604B1; EP0212604A2

Description

Die Erfindung betrifft schmelzbare und mikrofeine Fasern enthaltende laminierte Materialien, und insbesondere betrifft sie sterile Packsperrschichten, die für den Durchlaß von Mikroorganismen und Flüssigkeiten undurchlässig sind, die jedoch gasdurchlässig, oberflächengeglättet und daher sehr gut bedruckbar sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gegenstände, die in der Medizin verwendet werden sollen, wie beispielsweise intravenöse Katheter, werden herkömmlicherweise in Behältern, wie geformten Polymerblistern, gelagert, wobei die Behälter mit einem Sperrschichtmaterial (oder einer Abdeckung) bedeckt sind, das das Einleiten eines Sterilisierungsgases, wie Dampf oder Ethylenoxid, gestattet, das jedoch nichtsdestoweniger ein Sperrschichtsubstrat für eine wäßrige Flüssigkeit bereitstellt. Ein von DuPont hergestelltes und als das Warenzeichen Tyvek bekanntes, im Schmelzspinnverfahren mit Heißgasstrahl gewonnenes Polyolefin wird derzeit in großem Umfang als solches Abdeckmaterial für Anwendungen bei sterilen Verpackungen verwendet. Tyvek ist gegenüber den bei der Dampfsterilisation auftretenden Temperaturen wenig widerstandsfähig, und es ist auch aufgrund seiner unebenen Oberfläche und seiner stark hydrophoben Natur ziemlich schwierig zu bedrucken. Obwohl Tyvek stabil ist und gute Zerreißeigenschaften aufweist, besitzt es eine ziemlich geringe Gasdurchlässigkeit.
Behandeltes Papier kann ebenfalls als eine sterile Packsperrschicht verwendet werden, und es weist den Vorteil auf, daß es eine sehr feine Porengröße besitzt. Solch ein behandeltes Papier zerreißt jedoch leicht, weist eine mangelnde Naßfestigkeit auf und besitzt keine -adäquate Abziehfestigkeit. Die vorliegende Erfindung stellt eine feste, laminierte Ware bzw. textiles Flächengebilde bereit, die ausgezeichnete Sperrschichteigenschaften sowie sehr gut bedruckbare Oberflächen bereitstellt. Zusätzlich zeigt die vorliegende, nicht gewebte Verbundtextilie bzw. Verbundware eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Dampfsterilisation. Darüber hinaus kann die vorliegende Ware wirksam bei niedrigeren Drücken und in einer kürzeren Zeit als Tyvek oder Papier sterilisiert werden.
Das erfindungsgemäße Laminat umfaßt vorzugsweise eine Schicht hydrophober mikrofeiner Fasern, die mittels Glattkalandrieren mit einer Schicht aus konjugierten Fasern schmelzverklebt ist. Die Oberfläche der Ware aus konjugierten Fasern ist aufgrund ihrer extremen Gleichförmigkeit sehr gut bedruckbar. Die Mikrofaserseite des Laminats weist hervorragende Sperrschichteigenschaften für wäßrige Flüssigkeiten auf und ist für graphischen Druck aufnahmefähig und stellt darüber hinaus eine Oberfläche bereit, die mit vorhandenen abdichtenden Überzugsystemen, die zum Heißversiegeln dieses Materials mit einem geformten Polymerblister erforderlich sind, kompatibel ist. Das Bedrucken des abdichtenden Überzugs auf der Seite der konjugierten Faser ist jedoch bevorzugt. Herkömmlicherweise besteht das abdichtende Überzugsystem aus einem Heißversiegelungsharz (wie heiße Ethylen/Vinylacetat-Schmelze), die auf die mit einem Polymerblister zu versiegelnde Textilie gedruckt wird. Das Heißversiegelungsharz wirkt als ein Bindemittel zwischen dem Sperrschichtmaterial und dem Polymerblister. Vorzugsweise wird der abdichtende Überzug in einzelnen Tupfen auf das konjugierte Material gedruckt, um nicht die gesamte Textilie zu verschließen bzw. zu verstopfen.
Das erfindungsgemäße Laminat umfaßt eine Schicht mikrofeiner Fasern, die mit mindestens einer Schicht konjugierter Fasern kompatibel und schmelzverklebt ist, und daher ist das Laminat äußerst widerstandsfähig gegen Schichtentrennung. Dies bewirkt darüber hinaus angesichts der Tatsache, daß das erfindungsgemäße Laminat durch Kalandrieren zwischen erwärmten Walzen hergestellt wird, wobei direkte Wärme auf beide Oberflächen der Ware angewendet wird, eine sehr regelmäßige Oberfläche und erhöht die Festigkeit und die Verschleißfestigkeitseigenschaften des Verbundstoffes.
Das erfindungsgemäße laminierte Material soll in erster Linie eine sterile Packsperrschicht sein, deren wichtigste Verwendung der Einsatz als Abdeckmaterialien für medizinische Verpackungen ist. Man könnte es jedoch auch so gestalten, daß es als Operationstuch verwendbar ist, und zusätzlich kann das vorliegende Laminat im zentralen Versorgungsraum eines Hospitals zum Einwickeln chirurgischer Instrumente vor der Sterilisierung mit Dampf oder Ethylenoxid verwendet werden. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Laminat in Form einer versiegelten Hülle verwendet werden, und auf diese Weise kann auf Polymerblister gänzlich verzichtet werden.
Es sind bestimmte Sperrschichtmaterialien bekannt, die aus nicht gewebten Schichten wärmeschmelzbarer Fasern bestehen, die mit nicht gewebten Waren verschmolzen sind, die mehrere Schichten mikrofeiner Fasern umfassen. Bei der Herstellung dieser Art von Ware werden jedoch die wärmeschmelzbaren Fasern geschmolzen bzw. verschmolzen, so daß die Integrität der Fasern zerstört wird. Die vorliegende Erfindung stellt mindestens eine hydrophobe mikrofeine Faserschicht bereit, die mit mindestens einer Schicht konjugierter Fasern schmelzverklebt ist, die einen niedrigschmelzenden Mantel und einen hochschmelzenden Kern aufweisen. Die Mäntel der konjugierten Fasern werden mit der hydrophoben mikrofeinen Faserschicht bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der Kerne der konjugierten Fasern schmelzverklebt, so daß die Kerne ihre ursprüngliche faserähnliche Integrität beibehalten. Darüber hinaus findet im Hinblick auf die Tatsache, daß die hydrophobe mikrofeine Faserschicht mit dem Mantel der konjugierten Faser kompatibel ist, eine hervorragende Verschmelzung statt, wenn die zwei Schichten miteinander durch Glattkalandrieren oder andere Erwärmungsvorrichtungen miteinander verbunden werden.
Die mikrofeinen Fasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, werden vorzugsweise mittels Schmelzblasen hergestellt. Mikrofeine Fasern können beispielsweise jedoch auch durch einen Zentrifugalspinnvorgang hergestellt werden (vergleiche Vinicki's U.S. Patent Nr. 3,388,194).

STAND DER TECHNIK

In dem U.S. Patent Nr. 4,196,245 von Kitson et al. wird eine nicht gewebte Verbundware beschrieben, die mindestens zwei hydrophobe Schichten mikrofeiner Fasern und mindestens eine nicht gewebte Deckschicht umfaßt. Bei Kitson et al. ist keine Verwendung von konjugierten Fasern für die nicht gewebte Deckschicht beschrieben. Darüber hinaus ist die bei Kitson et al. beschriebene Textilie tuch- bzw. gewebeähnlich und ist daher nicht einfach bedruckbar.
Floden beschreibt im U.S. Patent Nr. 3,837,995 ein Netzwerk, das eine oder mehrere Schichten schmelzgeblasener Fasern und eine oder mehrere Schichten natürlicher Fasern mit größerem Durchmesser enthält. Konjugierte Fasern werden nicht beschrieben.
Prentice beschreibt in den U.S. Patenten Nrn. 3,795,571 und 3.715,251 ein nicht gewebtes Flächengebilde aus schmelzgeblasenen thermoplastischen Fasern, die eine Vielzahl laminierter, nicht gewebter Flächengebilde aus schmelzgeblasenen thermoplastischen Fasern umfaßt. Es ist keine Deckschicht aus konjugierten Fasern beschrieben.
Marra beschreibt im U.S. Patent Nr. 4,302,495 ein nicht gewebtes, textilähnliches Material, das mindestens eine integrierte Matte aus im allgemeinen diskontinuierlichen thermoplastischen polymeren Mikrofasern und mindestens einer Schicht aus einer nicht gewebten, kontinuierlichen, linear orientierten thermoplastischen Gitterplastik mit mindestens zwei Sätzen von Strängen umfaßt, wobei jeder Strangsatz einen anderen Satz von Strängen in einem festgelegten Winkel kreuzt und Öffnungen einheitlicher Größe aufweist, wobei die Gitterplastik und die integrierte Matte durch Wärme und Druck miteinander verbunden sind, um eine mehrschichtige, nicht gewebte Textilie mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke zu bilden. Eine glatt kalandrierte Schicht konjugierter Fasern wird nicht beschrieben.
Brock et al. beschreiben im U.S. Patent Nr. 4,041,203 ein nicht gewebtes, textilähnliches Material, das ein Netzwerk aus im wesentlichen kontinuierlichen und willkürlich abgelegten, molekular orientierten Filamenten eines thermoplastischen Polymeren und eine integrierte Matte aus im allgemeinen diskontinuierlichen, thermoplastischen, polymeren Mikrofasern umfaßt, wobei die Bahn und die Matte miteinander vereint werden, und zwar an intermittierenden, diskreten Verbindungsbereichen, die durch die Anwendung von Wärme und Druck gebildet werden, wodurch eine unitäre Struktur mit gewebeähnlichem Aussehen und Tucheigenschaften bereitgestellt wird. Es wird keine glatt kalandrierte Schicht von konjugierten Fasern beschrieben.
Schultheiss et al. beschreiben im U.S. Patent Nr. 4,180,611 eine nicht gewebte Ware mit einer glatten Oberfläche zur Verwendung als Trägermaterial für semipermeable Membranen, umfassend eine Trägermatte, bei der in mindestens eine ihrer Oberflächen eine offen strukturierte, kontinuierliche Deckschicht aus feinen thermoplastischen Teilchen kalandriert ist. Das Laminat der vorliegenden Erfindung wird nicht beschrieben.
Wahlquist et al. beschreiben im U.S. Patent Nr. 4,379,192 eine absorbierende, undurchlässige, eine Sperrschicht darstellende Ware in Form eines Laminats, das einen faserartigen Abschnitt, der eine Matte aus polymeren, schmelzgeblasenen Mikrofasern einschließlich einen dieser Matte benachbarten undurchlässigen polymeren Film aufweist. Der faserartige Abschnitt und der Film werden in verdichteten Verbindungsbereichen vereinigt, die durch die Anwendung von Wärme und Druck gebildet werden.
Thompson beschreibt im U.S. Patent Nr. 3,916,447 eine Schutzabdeckung, die mindestens eine Schicht aus synthetischen, polymeren Mikrofasern aufweist, die mit mindestens einer anderen Schicht aus Cellulosefasern verbunden ist.
Newman beschreibt im U.S. Patent Nr. 3,973,067 nicht gewebte Waren, die dadurch hergestellt werden, daß man auf eine trocken gelegte, faserartige Bahn eine wäßrige Dispersion extrem kurzer Fasern aufbringt, wobei die extrem kurzen Fasern mit einem polymeren Bindemittel beschichtet sind und in einer wäßrigen Phase suspendiert sind, die im wesentlichen frei von dem Bindemittel ist.
Krueger beschreibt im U.S. Patent Nr. 4,042,740 Bahnen aus geblasenen Mikrofasern, die ein Netzwerk aus verdichteten Bereichen mit hoher Dichte und kissenartige Bereiche niedriger Dichte aufweisen, die durch ein Geflecht von Filamenten verstärkt werden, das zum Mitnehmen des Netzes verwendet wird.
Ideka et al. beschreiben im U.S. Patent Nr. 4,146,663 eine Verbundware, die als ein Substrat für Kunstleder brauchbar ist, umfassend eine gewebte oder gestrickte Ware und mindestens eine nicht gewebte Ware, die fest mit der gewebten oder gestrickten Ware verbunden ist.
Bornslaeger beschreibt im U.S. Patent Nr. 4,374,888 ein Laminat aus einer nicht gewebten Ware, das zur Herstellung von Zelten, Planen und Ölzeug und dergleichen geeignet ist. Das Laminat umfaßt eine äußere Schicht aus einem Spinnfließstoff, eine innere mikroporöse, schmelzgeblasene Schicht und auf der nicht exponierten Oberfläche eine andere nicht gewebte Schicht. Es wird keine Deckschicht aus konjugierten Fasern beschrieben.
Nakamae et al. beschreiben im U.S. Patent Nr. 4,426,421 eine Mehrschichten-Verbundfolie, die als Substrat für Kunstleder brauchbar ist und die mindestens drei faserartige Schichten umfaßt, nämlich eine äußere Schicht, bestehend aus einem Spinnfaser-gelegten Netzwerk, eine Zwischenschicht, bestehend aus einem Netzwerk von Stapelfasern, und einer Basisschicht, bestehend aus einer gewebten oder gestrickten Ware. Die drei faserartigen Schichten werden aufeinandergelegt und miteinander in solcher Weise kombiniert, daß ein Teil der Fasern in jeder Schicht in die benachbarten Schichten eindringt und mit den Fasern in den benachbarten Schichten dreidimensional verfilzt wird.
Malaney beschreibt im U.S. Patent Nr. 4,508,113 laminierte Materialien aus mikrofeinen Fasern, die speziell für absorbierende Wegwerftücher brauchbar sind und die für den Durchlaß von Mikroorganismen und Flüssigkeiten undurchlässig sind. Dieses laminierte Material umfaßt mindestens eine Schicht aus konjugierten Fasern, die mit einer ersten Lage mikrofeiner Fasern verbunden ist, sowie mindestens eine zusätzliche Lage mikrofeiner Fasern, wobei die erste Lage mikrofeiner Fasern thermoplastisch ist und eine niedrigere Schmelztemperatur besitzt als die zusätzliche Lage mikrofeiner Fasern. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich davon dadurch, daß sie glatt kalandriert ist, mit einem Repellent behandelt ist und lediglich eine Lage mikrofeiner Fasern erforderlich macht. Dieses Glatterkalandrieren verbessert die Bedruckbarkeit und die Verschleißfestigkeit sowie die Festigkeitseigenschaften des erfindungsgemäßen Laminats. Die erfindungsgemäße Behandlung mit einem Repellent verbessert die Beständigkeit gegen Flüssigkeiten und das Ablöseverhalten, ohne die Bedruckbarkeit nachteilig zu beeinflussen. Der hier verwendete Ausdruck "Repellent" soll ein abweisendes Bindemittel, ein abweisendes Finish oder eine Mischung von beidem bezeichnen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem zuvor genannten U.S. Patent Nr. 4,508,113 und betrifft ein wasserundurchlässiges, mit einer glatten Oberfläche versehenes, gasdurchlässiges, als bakterielle Sperrschicht wirkendes laminiertes Material, das mindestens eine Schicht konjugierter Fasern umfaßt, wobei die konjugierten Fasern aus einer niedrigerschmelzenden Komponente und einer höherschmelzenden Komponente zusammengesetzt sind, wobei ein wesentlicher Teil der Oberflächen der konjugierten Fasern die niedrigerschmelzende Komponente umfaßt, und wobei die niedrigerschmelzende Komponente zu einem Netz hydrophober, thermoplastischer, mikrofeiner Fasern verbunden ist, die einen Faserdurchmesser von bis zu 50 um aufweisen und die durch Schmelzen bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der höherschmelzenden Komponente derart verbunden worden sind, daß die letztere Komponente ihre ursprüngliche faserartige Integrität beibehält. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung des als bakterielle Sperrschicht wirkenden laminierten Materials dadurch gekennzeichnet, daß das Netz aus thermoplastischen, mikrofeinen Fasern aus einer einzelnen Schicht bzw. Lage der mikrofeinen Fasern besteht und das laminierte Material glatt kalandriert worden ist und mit einem wasserabstoßenden Mittel bzw. Wasserrepellent und einem abstoßenden Bindemittel behandelt worden ist.
Das erfindungsgemäße nicht benetzbare Material weist im Vergleich zu dem unbehandelten Material einen erhöhten hydrostatischen Kopf auf, einschließlich einer erhöhten Warenfestigkeit und dimensionalen Stabilität, Beständigkeit gegen Oberflächenabrieb und Toleranz gegen Ablösen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die innere hydrophobe, mikrofeine Faserschicht zwischen zwei Schichten von konjugierten Fasern sandwichartig angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Repellent eine fluorhaltige Chemikalie umfassen.
Darüber hinaus wurde das erfindungsgemäße Material zwischen zwei glatten, erwärmten Walzen kalandriert, wobei direkte Wärme auf die beiden äußeren Oberflächen des Materials angewendet wurde, so daß die Oberflächen regelmäßig sind und das Material gute Festigkeitseigenschaften aufweist.
Darüber hinaus kann die gegenüberliegende Seite der konjugierten Fasern ausgesprochen gut bedruckbar sein, die mikrofeine Faserschicht kann mit abdichtenden Überzugsystemen kompatibel sein, die für das Wärmeverschließen der Schicht notwendig sind, um eine Polymerblase auszubilden.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zum Herstellen des wasserundurchlässigen, oberflächengeglätteten, gasdurchlässigen, als bakterielle Sperrschicht wirkenden laminierten Materials, indem man das Material einer Temperatur aussetzt, die ausreicht, um die niedrigerschmelzende Komponente der konjugierten Fasern sowie die Schicht der hydrophoben, mikrofeinen Fasern zu verschmelzen, ohne dabei die höherschmelzende Komponente zu verschmelzen und ohne die Integrität der höherschmelzenden Komponente der Fasern zu beeinträchtigen, und bei dem man den Verbund abkühlt, um die niedrigerschmelzende Komponente sowie die Schicht aus hydrophoben, mikrofeinen Fasern wieder fest werden zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund ohne ein Verschmelzen der höherschmelzenden Komponente glatt kalandriert wird, wobei man die Wärme direkt auf beide Seiten der Oberflächen einwirken läßt und das resultierende laminierte Material mit einem Repellent und einem abstoßenden Bindemittel behandelt, oder daß man eine Schicht-aus konjugierten Fasern verwendet, die vor der Ausbildung des Verbundes sowohl mit einem Repellent als auch mit einem abstoßenden Bindemittel behandelt wurde und der Verbund glatt kalandriert wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die hydrophobe, mikrofeine Faserschicht aus jedem beliebigen thermoplastischen Polymer, wie Ethylen/Propylen-Copolymer, Polyestercopolymer, Polyethylen niedriger Dichte, Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Polyethylen, Polypropylen, chloriertem Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyethylen hoher Dichte oder linearem Polyethylen niedriger Dichte bestehen.
Obwohl Endlosfilamente von konjugierten Fasern verwendet werden können, sind nichtsdestoweniger die bevorzugten konjugierten Fasern solche mit textiler Länge, d. h. sie sind Fasern, die Längen von einem Viertel Inch und vorzugsweise von einem halben Inch bis zu etwa drei Inch Länge oder mehr aufweisen. Solche Konjugatfasern können Bikomponentenfasern sein, wie Mantel/Kern- oder Bikomponentenfasern vom Seite-an-Seite-Typ, die eine niedrigerschmelzende Komponente und eine höherschmelzende Komponente aufweisen, wobei ein beträchtlicher Teil und vorzugsweise der Hauptteil der Faser-Oberfläche von der niedrigerschmelzenden Komponente gebildet wird. Die niedrigerschmelzende Komponente ist vorzugsweise ein Polyolefin und am meisten bevorzugt ein Polyethylen. In vielen Fällen sind die Mantel/Kern- Zweikomponentenfasern bevorzugt, da sie eine bessere Bindungseffizienz zeigen als die Bikomponentenfasern vom Seite-an-Seite-Typ und da in manchen Fällen die Bikomponentenfasern vom Seite-an-Seite-Typ übermäßig dazu neigen, während des Wärmeverbindungsschritts sich zu wellen, sich zu kräuseln oder zu schrumpfen. Es können sowohl konzentrische als auch exzentrische Mantel/Kern-Bikomponentenfasern verwendet werden.
Die nicht gewebten Konjugatfaserschichten der vorliegenden Erfindung können ein Grundgewicht von etwa 0,25 bis etwa 3,0 Unzen pro Quadratyard aufweisen. In dem thermischen Bindeschritt wird die niedrigerschmelzende Komponente der konjugierten Fasern zumindest teilweise geschmolzen, so daß dort, wo die geschmolzene Oberfläche eine andere konjugierte Faser berührt, ein Verschweißen oder Zusammenschmelzen der beiden Fasern eintritt. Um die erfindungsgemäßen Ziele zu erreichen, ist es wichtig, daß die Konjugatfasern Fasern bleiben, d. h. daß die höherschmelzende Komponente der Konjugatfasern nicht schmilzt oder beträchtlich schrumpft und dadurch zu Perlen bzw. Beads oder dergleichen wird. Die Schicht aus konjugierten Fasern kann orientiert oder zufällig sein. Orientierte Netze bieten jedoch größeren Widerstand gegen eine Dehnung in Maschinenrichtung, was von Vorteil ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die hydrophobe, mikrofeine Faserschicht Polypropylen oder Polyethylen. Eine bevorzugte Konjugatfaser umfaßt eine Polyethylen/Polyester-Mantel/Kern- Zweikomponentenfaser. Eine andere bevorzugte Konjugatfaser umfaßt eine Polypropylen/Polyester-Mantel/Kern-Bikomponentenfaser. Schmelzblasen ist das bevorzugte Verfahren zur Herstellung der hydrophoben, mikrofeinen Faserschicht.
Das erfindungsgemäß bevorzugte laminierte Material wird durch Kalandrieren zwischen glatten, erwärmten Walzen hergestellt, wobei direkte Wärme an beide äußere Oberflächen des Materials angewendet wird, so daß die Oberflächen gleichmäßig sind und das Material gute Festigkeitseigenschaften aufweist. Wenn die konjugierten Fasern ursprünglich orientiert waren, bieten die Konjugatfasernetze der Dehnung in Maschinenrichtung größeren Widerstand.
Das erfindungsgemäße Laminat kann anfänglich durch Leiten einer vorverbundenen Schicht konjugierter Fasern unter einer Schmelzblasdüse gebildet werden, die die Schicht aus mikrofeinen Fasern auf der Oberfläche der Schicht aus konjugierten Fasern ablegt.
Alternativ kann die Schicht aus konjugierten Fasern ursprünglich unverbunden sein, und die Schicht aus mikrofeinen Fasern kann separat gebildet werden, bevor sie mit der Schicht aus konjugierten Fasern verbunden wird.
Materialien, die für sterile Umhüllungen geeignet sind, sollten in der Lage sein, den Inhalt vor einer Kontamination mit Bakterien durch Luft und Wasser zu schützen. Diese Materialien sollten auch Mikroporen enthalten, die es gestatten, den Inhalt mittels Ethylenoxid und Dampf zu sterilisieren.
Erfindungsgemäß werden die zuvor beschriebenen Laminate mit einem wasserabstoßenden Mittel behandelt, um die Oberflächenenergie des Flächengebildes bzw. der Ware und Leerräume zwischen den Fasern zu verringern. Das Repellent kann vor oder nach dem Kalandrieren mittels dem "Dip"- und -"Nip"- Verfahren zugegeben werden. Das "Dip"- und -"Nip"-Verfahren wird durch Tauchen der Ware in ein Bad aus einem geeigneten Repellent und anschließendes Führen der Ware durch den Walzenspalt zwischen Stahl- und Gummiwalzen durchgeführt, um den zugefügten Überschuß abzupressen. Das Wasserrepellent kann aus einem wasserabstoßenden Finish, einem wasserabstoßenden Bindemittel oder einem Gemisch aus beiden sein. Das wasserabstoßende Finish, das primär wegen seiner abstoßenden Wirkung verwendet wird, weist bei weitem stärkere abstoßende Eigenschaften auf als das Bindemittel, das, wie der Name impliziert, primär verwendet wird, um die Fasern der Textilie und der Textilschichten miteinander zu verbinden und die Leerräume zwischen den Fasern zu füllen. Das wasserabstoßende Finish sollte mindestens etwa 0,05 Gew.-% des unbehandelten Materials umfassen. Darüber hinaus sollte das abstoßende Bindemittel mindestens etwa 1 Gew.-% (und vorzugsweise zwischen etwa 1 Gew.-% und 25 Gew.-%) des nicht imprägnierten Materials umfassen.
Beispiele für geeignete wasserabstoßende Finishs sind Wachsemulsionen, Polyurethanemulsionen, Silikone und fluorhaltige Chemikalien. Beispiele für geeignete abstoßende Finishs, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Aerotex 96B, vertrieben von American Cyanamid (das eine Polyurethanemulsion umfaßt); Phobotex, vertrieben von Ciba (bestehend aus einer Wachsemulsion); FC 838 und FC 826, vertrieben von Minnesota Mining and Manufacturing (bestehend aus einer fluorhaltigen Chemikalie); und Milease F-14 und Milease F-31X, vertrieben von ICI (bestehend aus einer fluorhaltigen Chemikalie).
Die zuvor genannten abstoßenden Finishs, die die abstoßende Wirkung des Laminats verbessern, werden im Bereich von zwischen 0,1 und 0,6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der unbehandelten Ware, angewendet. Ein bevorzugtes abstoßendes Finish gemäß der vorliegenden Erfindung ist Milease F-14, eine fluorhaltige Chemikalie. Wenn das erfindungsgemäße Laminat als eine Abdeckung für eine Polymerblase verwendet werden soll, ist es wichtig, daß sie auf einfache Weise ohne Schichtspaltung oder Zerfaserung des Laminats von der Blase abgezogen werden kann, und daß das abstoßende Finish eine leichtere Ablösung des Laminats von der Blase ermöglicht. Es sollten jedoch nicht mehr als 5 Gew.-% des abstoßenden Finishs verwendet werden, da größere Mengen dazu neigen, die graphische Bedruckbarkeit der äußeren Oberflächen des Laminats zu beeinträchtigen.
Wenn die Konjugatfaserseite des Laminats mit einem abdichtenden Überzugsystem bedruckt ist, das notwendig ist, um das Laminat zu einer geformten Polymerblase heißzuversiegeln, dann neigen die Fasern, nachdem das Laminat von der Blase abgezogen worden ist, dazu, aus dem Laminat gezogen zu werden. Dieses Problem wird verhindert, indem man das Laminat mit einem zusätzlichen Bindemittel versieht.
Geeignete abstoßende Bindemittel, die erfindungsgemäß verwendet werden können, sind: Polybutylacrylat, Styrol-Acryl-Copolymer, Acryl-Vinylchlorid- Copolymer, Ethylen-Acrylsäure-Copolymer (vorzugsweise etwa 96% Ethylen und etwa 4% Acrylsäure), Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Ethylen-Vinylchlorid- Copolymer, Acrylcopolymer-Latex, Styrol-Butadien-Latex und Vinylchlorid- Latex. Geeignete abstoßende Bindemittel, die verwendet werden können, sind Geon 580X83 und Geon 580X119, vertrieben von Goodrich (bestehend aus Vinylchlorid-Latex); Emulsion E1497 und Emulsion E1847, vertrieben von Rohm & Haas (bestehend aus einer Acrylemulsion); und Rhoplex NW-1285, vertrieben von Rohm & Haas (bestehend aus einer Acrylemulsion); Airflex 120 und Airflex EVLC 453, vertrieben von Air Products (bestehend aus Ethylenvinylchlorid- Emulsionen); Nacrylic 78-3990, vertrieben von National Starch (bestehend aus einer Acrylemulsion) und Primacor, vertrieben von Dow Chemical (bestehend aus einem Ethylen/Acrylsäure-Copolymer).
Die Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Laminate sind im U.S. Patent Nr. 4,508,113 von Malaney auf allgemeine Weise beschrieben, dessen Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Gemäß einem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein laminiertes Material hergestellt, das einen Kern aus mikrofeinen Fasern mit Deckschichten aus wärmeverschmelzbaren Konjugatfasern auf beiden Seiten des Kerns umfaßt. Gemäß diesem Verfahren wird ein Netz aus wärmeverschmelzbaren konjugierten Fasern auf einem Endlosband abgelegt (wie von einer Karde). Danach wird ein mikrofeines Fasernetz, das leicht vorverbunden sein kann, oben auf das erste Netz aus Konjugatfasern gelegt. Danach wird das Doppelschichtnetz unter einer anderen Station durchgeleitet, wobei ein zweites Netz aus wärmeverschmelzbaren Konjugatfasern darauf gelegt wird (wie aus einer Karde), um eine sandwichartige Struktur auszubilden. Obwohl die beiden Konjugatfasernetze vorzugsweise aus Karden hergestellt werden, können auch im Luftstrom aufgebrachte Netze verwendet werden. Obwohl die Konjugatfasernetze vorzugsweise in einem späteren Schritt schmelzverklebt werden, können diese Konjugatfasernetze bereits anfangs in einer früheren Stufe schmelzverklebt worden sein, bevor sie auf jede Seite des mikrofeinen Fasernetzes gelegt werden. Das erhaltene Dreifachschichtnetz wird dann durch eine Fusionseinheit durchgeleitet, um die niedrigerschmelzende Komponente der Konjugatfasern zu verschmelzen, während die Integrität der höherschmelzenden Komponente dieser Fasern als Fasern erhalten bleibt, und um die Kernschicht der mikrofeinen Fasern zu verschmelzen, um so die beiden Konjugatfasernetze auf jeder Seite des mikrofeinen Fasernetzes sicher zu verbinden. Wenn das Mehrschichtennetz aus der Fusionseinheit herauskommt, kühlt es ab, wodurch sich das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete Laminat bildet. Nachdem sich das dreischichtige Laminat abgekühlt hat, wird die geschmolzene niedrigerschmelzende Komponente der konjugierten Fasern fest, und es bilden sich Bindungen bzw. Verklebungen, wo die Oberflächen andere Fasern berühren. In dem Fall, wenn das Repellent nach der Herstellung des Laminats zugefügt wird, kann jedes beliebige geeignete Mittel zum Schmelzkleben in der Fusionseinheit verwendet werden, wie Vorrichtungen für einen herkömmlichen erwärmten Kalander oder zum Leiten des Verbunds durch einen Ofen, während der Verbund zwischen zwei porösen Bändern unter leichtem Druck gehalten wird.
Wenn der Kern der mikrofeinen Fasern aus Polypropylen besteht und die Konjugatfasern eine Polyethylen/Polyethylenterephthalat-Kern/Mantel- Zweikomponentenfaser umfassen, liegt die Temperatur, bei der das Netz in der Fusionseinheit gehalten wird (ob der Verbund auf einem Band oder einem Kalander verklebt wird), vorzugsweise im Bereich von 135ºC bis 145ºC.
Die exakten in der Fusionseinheit verwendeten Temperaturen hängen von der Natur der verwendeten Konjugatfaser und der in der Fusionseinheit verwendeten Verweilzeit ab. Wenn beispielsweise die niedrigerschmelzende Komponente der konjugierten Faser Polyethylen ist, beträgt die Verklebetemperatur üblicherweise etwa 110ºC bis etwa 150ºC, und wenn die niedrigerschmelzende Komponente Polypropylen ist, beträgt die Verklebetemperatur üblicherweise etwa 150ºC bis etwa 170ºC. Verweilzeiten in der Fusionseinheit variieren üblicherweise von etwa 0,01 Sekunden bis etwa 15 Sekunden. In einer Modifizierung des zuvor genannten Verfahrens werden zwei Schichten mikrofeiner Fasern verwendet, die miteinander in Kontakt sind, und lediglich eine Schicht der konjugierten Fasern wird auf nur eine Seite der mikrofeinen Faserschichten laminiert. Ansonsten ist das Verklebeverfahren das gleiche wie das zuvor beschriebene Verfahren. Spezielle Bedingungen, unter denen ein thermisches Verkleben erreicht wird, sind in den folgenden Beispielen beschrieben. Die angegebenen Temperaturen sind die Temperaturen, auf die die Fasern erwärmt werden, um ein Verkleben zu erreichen. Um Hochleistungsverfahren zu erreichen, können sehr viel höhere Temperaturen mit kürzeren Expositionszeiten verwendet werden.
Die folgenden Beispiele beschreiben verschiedene Aspekte der Erfindung.

BEISPIEL

Ein Netz aus mittels Durchleiten von Luft verklebten Konjugatfasern 50,86 g/m² (1,5 Unzen pro Quadratyard), die durch ein sog. Card-webbing hergestellt wurden, wurden in einem Ofen zu einer Textilie verschmolzen. Die Konjugatfasern bestehen aus Polyethylen/Polyethylenetephthalat-Mantel/Kern- Bikomponentenfasern hoher Dichte, wobei der Kern konzentrisch ist. Das Polyethylen hoher Dichte in den konjugierten Fasern weist einen Erweichungsbereich von 110ºC-125ºC und einen Schmelzpunkt von etwa 132ºC auf. Der Polyethylenterephthalat-Kern der konjugierten Fasern weist einen Erweichungsbereich von 240ºC-260ºC und einen Schmelzpunkt von etwa 265 &sup0;C auf. Das Polyethylen umfaßt 50% der konjugierten Faser. Danach wurde ein Schichtnetz aus schmelzgeblasenen, mikrofeinen Polypropylenfasern oben auf die Konjugatware gelegt. Die Dicke eines jeden schmelzgeblasenen Netzes betrug 0,1778 mm (7 Mil) und es wog 33,91 g/m² (1 Oz./Yd²). Das erhaltene Schichtnetz wurde mittels einer Bindevorrichtung mit einem luftdurchlässigen Band bei 140ºC bis 165ºC verbunden und dann auf einem glatten Ramisch- Kalander bei 130ºC kalandriert. Dadurch erhielt man eine gut verklebte Ware. Danach wurde die verbundene Schichtware mit dem "Dip"- und -"Nip"- Verfahren mit einem Gemisch bestehend aus Primacor (einem Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure), vertrieben von Dow Chemical Company, behandelt, um die Ware mit 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das unbehandelte Gewicht der Ware, des abstoßenden Bindemittels und mit 0,02 Gew.-%, bezogen auf das unbehandelte Gewicht der Ware, eines fluorchemikalienhaltigen abstoßenden Finishs, das von ICI vertrieben wird und unter dem Handelsnamen Milease F-14 bekannt ist, behandelt.
Die so erhaltene Schichttextilie war sehr porös, aber der hydrostatische Kopf nach der Behandlung mit dem Repellent war besser als 100 cm. Der hydrostatische Kopf-Test, der gemäß dem Basistest für hydrostatischen Druck AATCC TM #127-1977 durchgeführt wurde, umfaßt, daß man eine Probe einem steigenden Wasserdruck unterwirft, während die Oberfläche auf eine Undichtigkeit untersucht wird. Die Luftdurchlässigkeit der Schichttextilie gemäß Gurley-Test betrug 4 Sekunden. Im Vergleich dazu erhält man beim Gurley-Test für Tyvek einen Wert von 23 Sekunden und beim Gurley-Test für Papier einen Wert zwischen 75 und 300 Sekunden. Beim Gurley-Test wird die Zeitdauer bestimmt, die unter speziellen Bedingungen notwendig ist, um 100 ml Luft durch eine Testprobe durchdringen zu lassen.
Es wurde gefunden, daß das Produkt des Beispiels eine gute Zugfestigkeit und dimensionale Stabilität aufweist, so daß das Laminat als eine sterile Packsperrschicht geeignet ist, die im wesentlichen für den Durchtritt von Mikroorganismen in Flüssigkeiten undurchlässig ist, die jedoch gasdurchlässig ist, eine glatte Oberfläche aufweist und sehr gut bedruckbar ist.

TEST AUF BAKTERIELLE SPERRSCHICHTEIGENSCHAFTEN

Das gemäß dem Beispiel hergestellte Laminat wurde Luftdurchlässigkeitstests unterzogen, um seine bakteriellen Sperrschichteigenschaften unter positiven Atmosphärenbedingungen zu bestimmen. Das Laminat wurde dem Standardtestverfahren unterzogen, das im HIMA-Test 78-4.11, Verfahren Nr. 5, Juni 1979, beschrieben ist, das das Protokoll zur Bestimmung der mikrobiellen Sperrschichteigenschaften von Verpackungsmaterialien ist. Dies ist ein Verfahren, das mit jedem beliebigen luftdurchlässigen Material durchgeführt werden kann, das zum Verpacken medizinischer Produkte verwendet werden soll. Die Testgrundlagen sind wie folgt: Keime werden auf die Oberfläche des Testmaterials unter positivem Druck eingeführt. Keime, die die Probe durchdringen, werden auf einem 0,45 um Filter gesammelt, in Kultur gehalten und gezählt. Der Inokulationsspiegel wird dadurch festgestellt, daß man Tests ohne eine Probe durchführt und dann die Keime zurückgewinnt. Dann kann die prozentuale Wirksamkeit der Filtration bestimmt werden. Dieser Test wird verwendet, um das relative Filterungsvermögen der Verpackungsmaterialien zu bestimmen.
Die folgenden Testergebnisse geben die prozentuale Penetration der Keime durch das Produkt des Beispiels an. Die in den Tests verwendeten Keime waren B-Stearothermophilus, die durch einen Vernebler zugegeben wurden. Danach wurden die Keime auf die Oberfläche des Testmaterials unter positivem Druck aufgebracht. TABELLE 1 Beispiel Penetration der Probe in % Test-Konzentration koloniebildender Einheiten
Aus der vorherigen Tabelle 1 ist ersichtlich, daß bei einer Test-Konzentration von 10&sup5; Keimen pro ml Wasser die prozentuale Penetration der Probe des Produkts dieses Beispiels extrem niedrig war (0,05% für einen Test und 0,18% für den anderen). Diese prozentuale Penetration der Probe ist daher ziemlich akzeptabel, da der Test unter schweren Bedingungen durchgeführt wurde.

Claims

1. Ein wasserundurchlässiges, mit einer glatten Oberfläche versehenes, gasdurchlässiges, als bakterielle Sperrschicht wirkendes laminiertes Material, umfassend mindestens eine Schicht von konjugierten Fasern, wobei die konjugierten Fasern zusammengesetzt sind aus einer niedriger schmelzenden Komponente und einer höher schmelzenden Komponente, und wobei ein wesentlicher Teil der Oberflächen der konjugierten Fasern die niedriger schmelzende Komponente umfaßt und wobei die niedriger schmelzende Komponente durch Schmelzen zu einem Netz aus hydrophoben thermoplastischen mikrofeinen Fasern verbunden ist, die einen Faserdurchmesser von bis zu 50 um aufweisen und die durch Schmelzen bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur der höher schmelzenden Komponente derart verbunden worden sind, daß die letztgenannte Komponente ihre ursprüngliche faserartige Integrität beibehält, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz aus thermoplastischen mikrofeinen Fasern aus einer einzelnen Lage von diesen mikrofeinen Fasern besteht und das laminierte Material glatt kalandriert wurde und mit einem Wasser-Repellent und einem abstoßenden Bindemittel behandelt worden ist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere hydrophobe mikrofeine Faserschicht von zwei Schichten von konjugierten Fasern sandwichartig umgeben ist.

3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Repellent eine fluorhaltige Chemikalie ist.

4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zwischen erwärmten Rollen glatt kalandriert worden ist, wobei die Wärme direkt auf die beiden äußeren Oberflächen des Materials derart angewendet worden ist, daß die Oberflächen gleichmäßig sind und das Material gute Festigkeitseigenschaften zeigt.

5. Sterile Packsperrschicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält, wobei die gegenüberliegende Seite der konjugierten Fasern ausgesprochen gut bedruckbar ist, und wobei die mikrofeine Faserschicht mit abdichtenden Überzugsystemen kompatibel ist, die für das Wärmeverschließen der Schicht notwendig sind, um eine Polymerblase auszubilden.

6. Verfahren zur Herstellung des wasserundurchlässigen, oberflächengeglätteten, gasdurchlässigen, als bakterielle Sperrschicht wirkenden, laminierten Materials nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem man das Material einer Temperatur aussetzt, die ausreicht, die niedriger schmelzende Komponente der Konjugatfasern sowie die Lagen aus hydrophoben mikrofeinen Fasern zu verschmelzen ohne dabei die höher schmelzende Komponente zu verschmelzen und ohne die Integrität der höher schmelzenden Komponente der Fasern zu beeinträchtigen, und bei dem man den Verbund abkühlt, um die nieder schmelzende Komponente sowie die Schicht aus hydrophoben mikrofeinen Fasern wieder fest werden zu lassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund ohne ein Verschmelzen der höher schmelzenden Komponente kalandriert wird, wobei man Wärme direkt auf beide Seiten der Oberflächen einwirken läßt und das resultierende laminierte Material mit einem Repellent und einem abstoßenden Bindemittel behandelt oder daß man eine Schicht aus Konjugatfasern verwendet, die vor der Ausbildung des Verbundes sowohl mit einem Repellent als auch mit einem abstoßenden Bindemittel behandelt und der Verbund glatt kalandriert wurde.