DE3437183C2

DE3437183C2 - Mikroporöser Mehrschichtvliesstoff für medizinische Anwendungszwecke und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE3437183C2
Application number: DE3437183A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Chem. Dr. 6940 Weinheim Fahrbach; Dieter Dipl.-Chem. Dr. 6945 Hirschberg Groitzsch
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1984-10-10
Filing date: 1984-10-10
Publication date: 1986-09-11
Also published as: EP0178372A2; US4618524A; CN1023885C; ES8606548A1; EP0178372B1; ES542663A0; DE3437183A1; JPH0215655B2; EP0178372A3; BR8503118A; CA1256008A; CN85104314A; DE3584067D1; JPS6197453A

Abstract

Der drapierfähige mikroporöse Mehrschichtvliesstoff ist für medizinische Anwendungen insbesondere für den OP-Gebrauch bestimmt. Er enthält mittig eine Mikrofaserschicht aus hydrophoben Fasern. Diese ist beidseitig durch gegebenenfalls bindemittelgebundene Vliesstofflaminate abgedeckt. Alle Schichten sind dauerhaft durch einen elastischen hydrophoben Bindemittelaufdruck miteinander vernietet. Hierbei durchdringt die Bindemittelpaste stäbchenförmig den gesamten Querschnitt des Mehrschichtgebildes. Das Verfahren zur Herstellung des Mehrschichtvliesstoffes besteht darin, daß auf ein Trägermaterial aus Vliesstoff eine Mikrofaserschicht angeordnet wird und dann ein Abdeckvliesstoff zugeführt wird. Das Dreierlaminat wird in heißem Wasser gewaschen, abgequetscht, durch eine wäßrige Hydrophobierflotte geführt, erneut abgequetscht und mit der Bindemittelpaste bedruckt. Das bedruckte Material wird getrocknet und ist dann gebrauchsfertig.

Description

Die Erfindung betrifft einen mikroporösen drapierfähigen Mehrschichtvliesstoff für medizinische Anwendungszwecke, z.B. als OP-Einweg-Material, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mehrschichtvliesstoffes vorgeschlagen.

Gattungsgemäße Mehrschicht- bzw. Kompositvliesstoffe sind für medizinische Anwendungszwecke und auch als OP-Einweg-Materialien bekannt. Die Mikrofaserschicht aus hydrophoben Fasern dient als Filtermedium für

fernste Partikel und Bakterien. Zur Verhinderung des Durchtrittes der feinen Fasern an die Oberfläche sowie des auszufilternden Materials ist die Mikrofaserschicht auf beiden Seiten durch Hüllvliesstoffe abgedeckt Auf diese Weise wird auch der Bakteriendurchtritt unterbunden. Es ist eine weitgehend undurchlässige wasserdichte Konstruktion des Laminats notwendig.

Bekannt sind OP-Materialien, OP-Kittel und OP-Abdeckstoffe, die mit hydrophoben Vliesstoffen, z. B. auf der Basis von Polypropylen oder mit Folien kaschiert sind (DE-PS 33 21 893 Al). Die einzelnen Schichten des Laminat-Aufbaues sind oft schlecht miteinander verbunden, so daß solche Produkte in großflächigen Anwendungsbereichen nur bedingt eingesetzt werden können. Bei Kleinteilen, z. B. chirurgischen Gesichtsmasken, wird das Laminat durch Nähen bzw. Schweißen des Dreischichtgebildes zusammengehalten. Es sind auch thermisch verschweißte Vliesstoff schichten aus synthetischen Fasern bekannt

Alle diese Materialien vermitteln ein unangenehmes Tragegefühl, weil sie aufgrund der sehr niedrigen Luftdurchlässigkeit und des fehlenden Feuchtehaushaltes zum Schwitzen des Trägers führen.

Die Mikrofaserschicht kann in unterschiedlicher Weise hergestellt werden, z. B. durch das elektrostatische Erspinnen von dielektrischen Polymerfasern aus leichtflüchtigen Lösungsmitteln oder das elektrostatische Erspinnen aus der Schmelze oder das Verblassen einer Schmelze. Es hat sich als nachteilig erwiesen, daß z. B. nach dem elektrostatischen Spinnverfahren aus niedrig siedenden Lösungsmitteln, wie Methylenchlorid, nur sehr harte und spröde Polymere, wie Polycarbonad, Polysulfon, Cellulosetriacetat und Polystyrol bzw. Verschnitte untereinander verarbeitet werden können. Die Festigkeit innerhalb einer solchen Mikrofaserschicht ist sehr niedrig. Hier ist eine zumindest einseitige Abdeckung mit reißfesten Trägermaterialien unumgänglich. Beim thermischen Verschweißen solcher Laminate erhält man aber sehr hai te und spröde Schmelzstellen, die zu unangenehmen Trageeigenschaften führen. Durch die Versprödung besteht zuzüglich die Gefahr pntr Zerstörung und Rißbildung der Mikrofaserschicht bei mechanischer Beanspruchung.

Die bekannten Mehrschichtvliesstoffe (DE-PS 33 31 226 Al) weisen außerdem den schwerwiegenden Nachteil auf, daß sie nicht drapierfähig sind. Die mit der Versprödung verbundene Kurzdehnigkeit und das geringe Arbeitsaufnahmevermögen des Verbundstoffes führt dazu, daß Bewegungen oder mechanische Einflüsse während der Anwendung, z. B. als Schutzkleidung, zur Zerstörung der Tilterschicht führen können. Bei thermisch verschweißten Materialien geht durch die thermische Behandlung der größte Teil der auf Elektrostatik bzw. Elektretfaser beruhenden Filterleistung verloren. Bei der Verwendung für die OP-Kittel und OP-Abdeckmaterialien ist auch das Abbrechen, Abtragen oder Eindringen von Mikrofasern nicht erlaubt

Die Abdichtung der Mikrofaserschicht mit einer Folienkaschierung gewährt zwar einen absoluten Schutz gegen Bakteriendurchtritt, der Tragekomfort ist jedoch außerordentlich schlecht Bei längeren Operationen ist mit einem Hitzestau zu rechnen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen mikroporösen Mehrschichtvliesstoff für medizinische Anwendungszwecke, insbesondere für den OP-Gebrauch, zu entwickeln, wobei die Produkte weich und drapierfähig sein sollen und trotzdem den beim Gebrauch auftretenden mechanischen Beanspruchungen gewachsen sein sollen. Das Material muß deshalb wasserdicht, atmungsaktiv, d. h. luftdurchlässig und wasserdampfdurchlässig sein. Der Laminataufbau soll sich auch bei mechanischen Belastungen nicht trennen. Die Fiiterwirkung der Mikrofaserschicht darf beim Gebrauch nicht nachlassen. Es muß weiterhin vermieden werden, daß einzelne Mikrofasern den Abdeckvliesstoff des Laminats nach außenhin durchdringen. Die erfindungsgemäße Aufgabe liegt weiterrin in der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Mehrschichtvliesstoffes mit den vorstehend angegebenen Eigenschaften.

Die Aufbgabe wird gelöst durch das in dem Patentanspruch 1 gekennzeichnete Material und dessen Herstellungsverfahren gemäß Patentanspruch 7.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Laminataufbau besteht in einem sehr drapierfähigen TrägernifcierJal aus Vliesstoff, auf dem die Mikrofaserschicht angeordnet ist Zweckmäßig wird die Mikrofaserschicht Hektrostatisch aufgeiponnen. Bevorzugt wird iiierbei, das in DE-PS 20 32 072 beschriebene Verfahren. Die Mikrofaserschicht ist mit einem zweiten sehr drapierfähigen Vliesstoff abgedeckt

Die Vliesstofflaminate, sowohl der Träger- als auch der Abdeckvliesstoff, sind trocken- oder naßgelegte Vliesstoffe. Bei besonderer Beanspruchung werden Spinnvliesstoffe bevorzugt. Zweckmäßig weisen die Vliesstoffe ein Gewicht von etwa 10 bis 40 g/m² auf.

Falls eine extreme Drapierfähigkeit verlangt wird, sind bindemittelfrei gebundene und leichte Stapelf aservliesstoiie vorteilhaft Die Abriebbeständigkeit läßt sich durch bindemitteiangereicherte Vliesstoffe erhöhen. Es wird vielfach bevorzugt, wenn das Mikrofasermedium beidseitig mit gleichen Materialien abgedeckt ist

Die Abdeckvliesstoffe sind gewöhnlich hydrophobiert Wenigstens einer der beiden Vliesstoffe kann nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung aus hydrophilen Fasern bestehen, und nicht hydrophobiert sein. Die Druckpaste ist hydrophob und durchdringt das gesamte Dreierlaminat in Form von säulenförmigen Gebildet/. Die Grundfläche dieser Gebilde kann beliebig gestaltet sein. Die Druckpaste wird somit »durchgenietet« und ermöglicht einen dauerhaften Verbund ^.es Laminats. Für relativ dünne Laminate genügt ein einseitiger Aufdruck der hydrophoben Druckpaste für Erreichung einer ausreichenden Festigkeit In Fällen, wo das Laminat eine größere Dicke hat empfiehlt sich für das Aufbringen der Druckpaste ein beidseitiger Aufdruck. Dieser ist so so vorzunehmen, daß sich die jeweils eingepreßten Druckpastenmengeri einander im Inneren des Laminates berühren. Dies kann durch spiegelbildliche Aufbringung der beiderseitigen Muster erreicht werden, technisch machbar indessen unter beiderseitiger Verwendung von Musterungen, die durch in einem Winkel zueinander versetzbare Stäbchen gebildet werden. Eine Winkelzuordnung der Stäbchen von 90° hat sich besonders bewährt Eine gegenseitige Überschneidung und damit Berührung ist in diesem Fall immer gewährleistet. Die Druckpaste wird zweckmäßig als wäßrige Past.enemulsion aufgetragen. Der fertige Druck ist in dem gewünschten Maße elastisch.

Das Verfahren zur Herstellung des Mehrschichtvliesstoffes besteht darin, daß die Mikrofaserschicht zunächst

auf den sehr drapierfähigen Vliesstoff aufgetragen wird, wobei sich insbesondere das elektrostatische Aufspinnen bewährt hat Es wird dann der Abdeckvliesstoff zugeführt und das dreischichtige Laminat vor dem Aufwikkeln leicht angedrückt Das Laminat wird dann bei Temperaturen zweckmäßig oberhalb 60" C in Wasser gewaschen, abgequetscht und dann durch eine hydrophobiermittelhaltige Rotte geführt nochmals abgequetscht und mit der hydrophob eingestellten elastischen Bindemittelpaste bedruckt Das bedruckte Material wird dann getrocknet

Das Waschen des Laminats vor der Hydrophobierung dient der Entfernung von unerwünschten Fremdstoffen, z. B. Spinnpräparationen der Fasern bzw. Emulgatoren bei bindemittelgebundenen Hüllvliesstoffen. Es werden weiterhin etwa vorhandene Schaumhilfsmittel, Netzmittel od. dgl weitgehend entfernt Das Waschwasser soll ίο wenigstens 60^s C heiß sein, damit sichergestellt ist, daß das Mikrof asermedium gut durchnetzt wird.

Dieses gewaschene Material wird dann möglichst auf minimale Restfeuchte (- Naßaufnahme) abgequetscht

und der Hydrophobierflotte zugeführt Die Restfeuchte, bezogen auf das Trocknungsgewicht des Laminates ist abhängig vom Gewicht, Dicke und Aufbau des Laminates sowie den Abquetschbedingungen. Damit aus dem anschließend passierten Tränkbad in die Hydrophobiermittelflotte aufgenommen werden kann, ist es notwendig,

is daß nach dem Waschen stärker abgepreßt wird als nach der Hydrophobiermitteltränkung.

Es gelten dabei folgende mathematische Bezeichnungen:

Ct, in, + Π

m - -=^—■ ·

G_x

ag - fa-m)

Ni

100

N₂

"² 100

gFM - gHM+AG.

Hierin bedeuten:

gHM ■ ■. Trockengewicht des unausgerüsteten Halbmaterials in g/m².

gFM ■ · · Trockengewicht des ausgerüsteten Fertigmaterials in g/m².

Ag ... Gewicht der Ausrüstung in g/m².

G\ ... Gewicht des feuchten Halbmaterials nach dem Abquetschen des Waschwassers in g/m³.

G₂ ... Gewicht des feuchten Halbmaterials nach dem Abquetschen der 2. Tränkung (Naß-in-Naß-Tränkung).

/7₂ ... Naßaufnahme (= Restfeuchte) nach dem Abquetschen der 2. Tränkung, bezogen auf Halbmaterialsge-

wicht gHM·

/2i ... Naßaufnahme nach dem Abquetschen des Waschwassers, bezogen auf Halbmaterialgewicht gHM· N₂ ... wie O₂, jedoch in % ausgedrückt Ni ... wie Πι, jedoch in % ausgedrückt

Daraus geht deutlich hervor, daß n₂ größer als n\ sein muß (π₂>πι). Im Regelfall sollten sich die Werte für (η₂—Π\) bzw. /7) in folgenden Grenzen bewegen:

(N₂- n_x > 50%) /Ji £ 2,0 (A',-S 200%)

wobei es aus trocknungsenergetischen Gründen vorteilhaft ist Ai so tief wie möglich zu halten, d. h. nach dem Waschen so stark wie möglich, ohne Schädigung des Materials abzuquetschen. Eine Zwischentrocknung ist nicht notwendig. Das Material wird dann bedruckt Es war überraschend, daß die Druckpaste ohne Schwierigkeit die extrem feine Mikrofaserschicht durchdringt und unter Ausbildung stäbchenförmiger Stege einen festen Verbund gewährleistet Es wurde überraschenderweise gefunden, daß durch das Bedrucken des noch feuchten Materials die Druckpaste problemlos die Mikrofaserschicht durchdringt wobei diese jedoch nicht zu voluminös und schwer sein darf. Das Gewicht der Mikrofaserschicht muß sich deshalb innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 60 g/m² bewegen.

Die Druckpaste besteht im wesentlichen aus einer emulgatorarmen Polymerdispersion, die ausschließlich hydrophobe Bestandteile, insbesondere hydrophobe Monomere, enthält, sowie ein körperarmes hochmolekulares Verdickungsmittel und ein Hydrophobiermittel. Eine derartige sehr emulgatorarme Druckpaste, die keine oder nur Spuren an wasserlöslichen Agenden aufweist und zusätzlich ein Hydrophobiermittel enthält, gewährleistet das einwandfreie Durchdringen des Mikrofiltermediums und verhindert eine Leckage gegenüber Wasser oder eine Verschlechterung der Wasserdichtigkeit des hergestellten Dreischichtgebildes.

Das Druckmuster wird zweckmäßig als Schablonendruck aufgetragen, wobei die Anordnung der Druckstellen weitgehend beliebig ist Bei sehr spröden Polymeren der Mikrofaserschicht, wie sie beispielsweise nach dem elektrostatischen Spinnen aus einer Lösung vorliegen, ist es zweckmäßig, wenn der Abstand der elastischen

Druckbindepunkte eng gesetzt wird.

Das Zusammenlaminieren der drei Schichten mit der beschriebenen Druckpastendurchnietung verleiht dem Material eine hohe Reißfestigkeit, Spaltfestigkeit sowie Flexibilität, selbst bei sehr harten und spröden Polymermaterialien in der Mikrofaserschicht Je nach Wahl des Mikrofasermaterials, der Komponenten in der Druckpaste sowie des Hydrophobiermittels in der Druckpaste und in der Tränkung kann der Mehrschichtvliesstoff den Wünschen des Verbrauchers entsprechend eingestellt werden. Es ist sowohl möglich Einwegartikel (Disposables) auch mehrfach verwendbare Materialien herzustellen. Für eine Waschbeständigkeit und Reinigungsbeständigkeit ht es wichtig, vernetzbare Hydrophobiermittel und Bindemittel zu verwenden. Derartige Mittel und ihre entsprechenden Eigenschaften sind bekannt und als Handelsprodukte erhältlich.

Wenn voluminöse und schwerere Materialien mit der Druckpaste durchgenietet werden sollen ist es zweckmäßig, der Hydrophobierflotte wirksame Entschäumer, z. B. auf Silikonbasis, zuzusetzen. Die Druckpaste wird dann zweckmäBig in aufgeschäumter Form eingesetzt. Durch die Berührung der Schaumpaste mit dem entschäumerhaltigen noch feuchten Kompositvliesstoff erfolgt dann während des Druckvorganges eine spontane Entschäumung unter starker Herabsetzung der Viskosität der Druckpaste. Hierdurch wird das Ein- bzw. Durchdringen auch dickerer und voluminöserer Kompositvliesstoffe erleichtert.

Die Wasserdichtheit ergibt sich durch das Bedrucken des hydrophobiermittelgetränkten Materials mit der elastischen hydrophoben Druckpaste. Der Unterschied zwischen nicht mit Hydrophobiermittel und mit Hydrophobiermittel getränktem 3-Schichtlaminat ist um so ausgeprägter, je höher das Gewichtsverhältnis der Abdeckvliestoffc zu der Mikrcfassrschichi ist. Bei schwereren Kompositen empfiehlt sich ein beidseitiger Druckauftrag. Die Druckpunkte können dabei genau übereinander bzw. spiegelbildlich zueinander gesetzt werden. Bewährt hat sich ein stäbchenförmiges Druckmuster, wobei die sehr schlanken Stäbchen dann nicht mehr exakt spiegelbildlich sondern in einem Winkel zueinander, zweckmäBig im Winkel von 90°, aufgetragen werden, weil sie sich an den Kreuzungsstellen berühren und dadurch die Laminatfestigkeit gewährleisten.

Die zur Abdeckung verwendeten Vliesstoffe sind in der Regel hydrophobiert. Zur Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit kann wenigstens eines der Laminate aus zellwoll- oder zellstoffhaltigen Vliesstoffen bestehen. 25 Derartige Vliesstoffe sind aufgrund ihrer hohen Wasseraufnahme und ihrer ungekräuselten Struktur relativ | flach. Sie lassen sich deshalb leicht von der Druckpaste durchdringen. Derartige Vliesstoffe sind wegen des | hohen Feuchtehaushaltes angenehm im Tragen und immer dann bevorzugt, wenn ein erhöhter Tragekomfort | gewünscht wird. |

Durch einen mechanischen Weichmachungsprozeß kann die Drapierfähigkeit der zur Abdeckung verwende- 30 |

ten Vliesstoffschichten erhöht werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Mikrofasermedium von naß |

gelegten Hüllvliesstoffen umgeben ist Die Hydrophobierung des Hüllvliesstoffes kann gegebenenfalls entfallen, |

wenn eine oder zwei saugende Oberflächen des dreischichtigen Mehrschichtvliesstoffes erwünscht sind. In Ψ.

diesem Falle sind Vliesstoffe mit einem sehr hohen Anteil an Zellwolle und/oder Zellstoff zweckmäBig, die dann I

nicht vollfiächig sondern nur teilflächig gebunden sind. Nach dem Waschen kommt die Saugkraft der Fasern 35 I

dann voll zum Tragen. Im Falle der Verwendung von quellfähigen Bindemitteln, d. h. von solchen Bindemitteln, |

die nicht saugen aufgrund des Zusatzes von grenzflächenaktiven Substanzen (Tensiden), sondern aufgrund ihres |

Polymeraufbaues und geringen Vernetzungsgrades, ist auch eine ganzflächige Bindung der Abdeck-Vliesstoffe ψ

möglich. Ein Auswaschen der wasserlöslichen Bestandteile führt hier nicht zu einem Verlust an Saugkraft Die J

Mikrofaserschicht besteht aus Fasern mit einem Durchmesser zwischen 0,1 und 10 um Die Auflagestärke ist 40 $,·

abhängig von dem späteren Verwendungszweck und bewegt sich innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 60 g/m². jf

Speziell beim elektrostatischen Erspinnen aus Lösung können Gewichte von weniger als 1 g/m² Mikrofasern mit |

extrem gleichmäßiger Verteilung erzielt werden. Der bevorzugte Bereich des Mikrofaserauftrages liegt in der |

Regel zwischen 1 und 30 g/m².

In Abhängigkeit von den späteren Anforderungen an Wasserdichtheit, Bakteriendichtheit, Wasserdampfdurchlässigkeit und der erwarteten Filterleistung wird die Auflage der Mikrofasern bestimmt Für eine Wasserdichtheit von 40 mbar, gemessen nach DIN-Norm 53 886/77, genügt z. B. eine Mikrofaserauflage von 8 g/m² aus 93 Gew.-% Polycarbonat und 7 Gew.-% Polystyrol elektrostatisch aus einer Lösung ersponnener Mikrofasern einer durchschnittlichen Feinheit von 4,5 μπι, wenn die Mikrofaserschicht beidseitig mit 20 g/m² schweren zellstoff-zellwolihaltigen Naßvliesen abgedeckt wird. Ein derartiges Dreischichtgebilde ist in Beispiel 2 beschrieben.

F i g. 1 bis 4 zeigen den Aufbau des Mehrschichtvliesstoffes und ein Verfahrensschema.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch den dreilagigen Mehrschichtvliesstoff. Die Mikrofaserschicht 1 befindet sich auf dem Trägervliesstoff 2 und ist mit dem Abdeckvliesstoff 3 versehen. Die hydrophobe elastische Druckpastendurchnietung 4 gewährleistet einen festen Verbund. Die Vliesstoffe 2 und/oder 3 können hydrophob oder aufsaugend sein.

F i g. 1 a zeigt eine Draufsicht auf einen Mehrschichtvliesstoff gemäß F i g. 1. Die Druckpunkte 4 sind musterförmig auf dem wasserabweisenden Abdeckvliesstoff 3 angeordnet

F i g. 2 verdeutlicht die Funktion der hydrophoben elastischen Druckpastendurchnietung 4. Das dielektrische Mikrofasermedium 1 ist von den Hüllvliesstoffen 2 und 3 umgebea Die Druckpastenpunkte 4 sind unterschiedlieh angeordnet Es befinden sich nebeneinander ein sich überkreuzender Binderdruck 4a, ein unten aufgetragener Binderdruck 46 und ein oben aufgetragener Binderdmck 4c

F i g. 3 zeigt ein Schema des Herstellungsverfahrens für den dreilagigen Mehrschichtvliesstoff vor dem Hydrophobieren und Bedrucken. Das Trägermaterial 1 wird von der Rolle 2 abgezogen und der elektrostatischen Spinnaniage 3 zugeführt Nach dem Verlassen der Spinnanlage wird dem mit der Mikrofaserschicht 4 beauf- es schlagten Trägermaterial der Abdeckvliesstoff 5 zugeführt und mit diesem durch leichtes Anpressen lose verbunden. Das dreilagige Mehrschichtlaminat 6 wird dann über die Rolle 7 abgezogen.

F i g. 4 zeigt schematisch die Fertigstellung des Mehrschichtvliesstoffes. Das Dreischichtlaminat 6 wird bei

Temperaturen von mehr als 60⁰C in der Waschmaschine 7 gewaschen. Nach dem Verlassen der Waschmaschine wird es mit Hilfe einer Quetsche 8 abgepreßt und in dem Foulard 9 durch eine Flotte mit dem gewünschten Hydrophobiermittel geführt Das hydrophob ausgerüstete Mehrschichtgelbilde wird dann erneut über die Quetsche 10 entwässert und dann mit Hilfe einer Druckschablone U, die ein Rollrakel 12 aufweist, mit der elastischen s hydrophoben Binderpaste 13 bedruckt Das bedruckte Material wird dem Trockner 14 zugeführt und über die Rolle 15 aufgerollt.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Ve..' !iren.

Beispiel 1
ι ο (dem Stand der Technik entsprechende Nullprobe)

Auf dem Naßvlies mit einem Gewicht von 20 g/m², bestehend aus 70% ungemahlenem Zellstoff und 30% Zellwolle dt 1,7/5 mm, gebunden mit einer hydrophoben emulgatorarmen Polyacrylsäureesterdispersion einer mittelweichen Filmhärte (T300 = ca. —14° C; T300 ist diejenige Temperatur, bei welcher der Torsionsmodul eines luftgetrockneten Filmes einen Wert von 300 kg/cm² aufweist) und mit einem Bindemittelgehalt von 30%, bezogen auf Vliesstoffgewicht Anschließend wurden mit dem elektrostatischen Spinnverfahren aus Methylenchloridlösung Mikrofasern aus 93% Polycarbonat und 7% Polystyrol aufgeüponnen.

Der Mikrofaserauftrag betrug 8 g/m². Die Faserfeinheit bewegte sieh zwischen 1,9 und 9,4 μπι, mit einem iviuiciweil von 4,5 μπι, gemessen an 20 Kapillaren.

Nach dem Bespinnen wurde die zweite Seite der Mikrofaserschicht mit demselben 20 g/m² schweren Naßvlies abgedeckt, leicht angedrückt und aufgerollt

Die Wasserdichtheit, gemessen nach DIN 53 886/77, des losen 3-Schicht-Laminates betrug 20 mbar. Die Verbundfestigkeit der drei Schichten zueinander war beinahe 0, wie aus dem folgenden Prüfbericht hervorgeht

Höchstzugkraft längs:	33 N/5 cm;	Dehnung bei HZK längs:	7%
Höchstzugkraft quer:	14 N/5 cm;	Dehnung bei HZK quer:	14%
Spaltfestigkeit:	0.4N")
Luftdurchlässigkeit:	240 l/s · m² bei 0,5 mbar
Dicke:	0,60 mm

*) Die Spaltung erfolgt innerhalb der Mikroschicht Ein Verschieben der Schichten erfolgt bereits bei leichtem Andruck mit der Hand.

Eine solche Ware ist insbesondere aufgrund der sehr schwachen Verbundfestigkeit nur für kleinteilige Anwendüngen, wie beispielsweise Einweg-Gesichtsmasken, verwendbar. Für großflächige Anwendungen, wie beispielsweise Schutzbekleidung oder OP-Abdecktücher, ist eine nach Beispiel 1 hergestellte Ware zu steif, zu hart, zu wenig drapierfähig und viel zu schwach im Laminatverbund.

Beispiel 2

Der nach Beispiel 1 hergestellte 48 g/m² schwere Verbundvliesstoff mit mittiger Mikrofaserschicht vird im

zweiten Schritt (wie in F i g. 4 schematisch dargestellt) abgearbeitet In einer Trommelwaschmaschine wird zuerst bei 60° C und dann bei Raumtemperatur kontinuierlich gewaschen und in einer Quetsche auf eine minimale Feuchte abgepreßt Anschließend wird ein wäßriges Tränkbad, das aus einer 8%igen Hydrophobiermittelmischung besteht, durchfahren, d. h. die beschriebene Naß-in-Naß-Tränkung durchgeführt

Die Naßaufnahme, umgerechnet auf lufttrockenen Vliesstoff, betrug 35%· (= 134 g fest/m²). Als Hydrophobiermittel wurde eine zirkonsalzhaltige Paraffinemulsion verwendet Unmittelbar nach dem Abquetschen der Hydrophobiermitteltränkung, wird die feuchte Ware einseitig mittels einer 10 mesh Rundsiebschablone mit einer Schaumdruckpaste unter Zuhilfenahme eines Magnetdruck-Rakels bedruckt

Rezeptur der Mischung (mit einem Festgehalt von 40):

Die Methy !cellulose hatte einen mittleren SubstitutioBsgrad von 1,4—1,6 und eine Höppler-Viskosität in 2%iger Lösung von 20 000 CP. Der Auftrag an Druckpaste betrug 10 g/m² Festsubstanz. Die Viskosität der ungeschäumten Mischung betrug 995 CP-Brookfield, gemessen mit Spindel Nr. 4 bei 20 UpM. Die Mischung wurde auf ein Litergewicht von 200 g (Topfgewicht 200 g/Liter) aufgeschäumt

	Teile fest	Teile flüssig
Wasser		16,0
anion. Schaummittel	0,8	4,0
grüne Pigmentfarbstoffzubereitung	0,5	1,0
schwach kationisches	12,0	30,0
Hydrophobiermittel (40%)
3% Methylcellulose-Stamm-Ansatz	03	10,0
hydrophobe, sehr emulgatorarme
Polyacrylat-Dispersion	100,0	222,0
Summe	113,2	283,0

Nach dem Trocknen war die Ware relativ steif und wurde daher durch Verknüllen mit der Hand mechanisch weich und drapierfähig gemacht.
Folgende Daten wurden gemessen:

Gesamtgewicht:	58 g/m²	Dehnung bei HZK längs: 14%
Wasserdichtheit:	40,5 mbar	Dehnung bei HZK quer: 20%
Höchstzugkraft längs:	37 N/5 cm;
Höchstzugkraft quer:	20 N/5 cm;	120 l/s · m² bei 0,5 mbar
Dicke:	0,44 mm	35 mg/h · cm²
Luftdurchlässigkeit:		1.6N·)
Wasserdampfdurchlässigkeit:
Spaltfestigkeit:

·) Ein Verschieben der Schichten ist absolut nicht mehr möglich.

Es ist erstaunlich, bis zu welchem Ausmaß im Beispiel 2 die Wasserdichtheit und teilweise die Dehnungen und die Spaltfestigkeit im Vergleich zur Nullprobe 1 angehoben werden konnten. In Relation zu dieser sehr hohen Wass?rdichtheit hat Beispiel 2 eine extrem höh« Luftdurchlässigkeit Aufgrund dieser Tatsache könnte ein Materia!, das nach Beispie! 2 hergestellt worden is'i» als QP-Abdecktuch eingesetzt werden.

Es ist uns kein Verfahren bekannt, mit dem b«i einem derart niedrigen Gewicht von 58 g/m² eine so enorm hohe Wasserukhtheit mit sehr hohen Luftdurchlaß verknüpft is·. Hydrophobe Einweg-OP-Abdecktuch-Vliesstoffe liegen bei Wasserdichtheiten von 17 bis 23 mbar, bei Gewichten von 62 bis 80 g/m² und haben je nach Herstellungsmethode und Gewicht, Luftdurchlaßwerte von ca. 30 bis 250 l/'s ■ m² gemessen bei 0,5 mbar Luftdruck.

Beispiel 3
Herstellung des grünen Trägermaterials für die Mikrofaserbespinnung

Auf ein quergelegtes Flor aus 7 g/m² des Faserverschnittes Polyester dtex 1,7/38 mm χ Zellwolle dtex U/40 mm = 70x30 wird ein 7 g/m² schwerer Längsflor aus 100% Zellwolle dtex U/40 mm gelegt. Der 2schichtige Faserverbund wird mittels Schaumimprägnierung mit Bindemittel verfestigt Die Kunststoffdispersion besteht aus 70 Teilen fest eines weichen selbstvernetzenden Polyacrylate (Acronal 35 D) und 30 Teilen fest eines Klebrohstoffes (Acronal 80 D).

Der Imprägniermischung wurde ein anionischer Schäumer, ein Netzmittel auf Basis Sulfosuccinat und grüner Pigmentfarbstoff zugegeben. Das Verhältnis von Fasermaterial zu Bindemittel betrug 74 :26, und das Gewicht des Trägervliesstoffes betrug 19 g/m². Der Vliesstoff hatte einen stark hydrophilen Charakter. Der Trägervliesstoff wurde mit der Polymerlösung des Beispiels 1 elektrostatisch besponnen, nur mit dem Unterschied, daß diesmal die durchschnittliche Faserfeinheit der Mikrofaser 2,8 μπι (Streuung von 1,1 bis 7Λ μπι) betrug.

Der Auftrag an Mikrofasern betrag 8 g/m². Auf die unabgedeckte Mikrofaserschicht wurde ein teilflächig (24% Verschweißfläche) verschweißtes, 10 g/m² schweres Polyamid-Spinnvlies mit feinem Fasertiter (ca. 2,0 dtex) gelegt und leicht angedrückt Anschließend wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, gewaschen, naß-in-naß hydrophobiert, naß-in-naß gedruckt und mit hydrophobiermittelhaltiger Schaumpaste getrocknet Der Auftrag an Hydrophobiermittel betrug 0,8 g/m² und an Schaumpaste 7 g/m², so daß ein Fertigmaterialgewicht v^a 44,8 g/m² resultierte.

Die stark netzenden Eigenschaften des Trägervliesstoffes begünstigt beim Waschprozeß die Durchnetzung der Mikrofaserschicht

Folgende Werte wurden ermittelt:

Wasserdichtheit: 57 mbar so

Luftdurchlässigkeit: 45 l/s · m² bei 0,5 mbar

Wasserdampfdurchlässigkeit: 26 mg/cm² · h

Höchstzugkraft längs: 116 N/5 cm

Höchstzugkraft quer: 52 N/5 cm

Weiterreißkraft längs: 6,4 N/5 cm

Weiterreißkraft quer: 8,3 N/5 cm

Die Wasserdichtheit ist so hoch, daß es nicht möglich ist, selbst bei hoher mechanischer Beanspruchung (wie Klopfen mit der Faust auf eine auf dem Material ausgebreitete Wasserlache), Wasser durchtreten zu lassen. Die Wasserdampfdurchlässigkeit ist dagegen sehr hoch. Aus diesem Grunde könnte ein, nach Beispiel 3 gefertigtes hydrophobes Material, als drapierfähiges semipereables Laminat mit mikroporöser Mikrofasereinlagerung in der Regenschutzbekleidung eingesetzt werden. Die Atmungsaktivität und die hohe Wasserdampfdurchlässigkeit vermitteln ein angenehmes Tragegefühl ohne Gefahr einer Kondenswasserbildung.

Beispiel 4

Dieses Beispiel unterscheidet sich von Beispiel 3 nur dadurch, daß die Mikrofaserauflage von 8 g/m² auf 24 g/m² herabgesetzt wurde. Das Fertigmaterialgewicht betrug nur 39 g/m². Folgende Werte wurden ermittelt:

Wasserdichtheit:	24mbar
Luftdurchlässigkeit:	1821/s-m²bei0,5mbar
Höchstzugkraft längs:	98 N/5 cm
Höchstzugkraft quer.	48 N/5 cm
Weiterreißkraft längs:	6,ON
Weiterreißkraft quer:	8,5N
Fallkoeffizient:	44%

Die nach Beispiel 4 hergestellte Ware besitzt in bezug auf ihr sehr niedriges Gewicht eine sehr hohe Wasserdichtheit Die Drapierfähigkeit (Fallkoeffizient) ist sehr gut und wird begünstigt durch das niedrige Gewicht Das Material kann als Einweg-OP-Abdeckmaterial bzw. Einweg-OP-Kittelmaterial eingesetzt werden. Mit Verfahren des Standes der Technik sind für die gleiche Anwendung Vliesstoffgewichte von mindestens 72 q/m² notwendig. Die Gewichtseinsparung und damit die Rohstoff einspännig ist also beachtlich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40

50

60

65

Claims

Patentansprüche:

I. Drapierfähiger mikroporöser Mehrschichtvliesstoff für medizinische Anwendungszwecke, der eine Mikrofaserschicht aus hydrophoben Fasern enthält, die beidseitig durch gegebenenfalls bindemittelgebundene Vliesstoffe abgedeckt ist, wobei alle Schichten dauerhaft miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofaserschicht aus Fasern mit einem Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 10 um besteht, und daß die Schichten durch eine musterförmig aufgedruckte hydrophobe Bindemittelpaste derart miteinander verbunden sind, daß die Bindemittelpaste an jeder aufgedruckten Stelle in einem säulenförmigen Steg den gesamten Querschnitt aller Schichten durchdringt

to 2. Mehrschichtvliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelpaste auf jeder

Seite des Mehrschichtvliesstoffs in Stäbchenform aufgedruckt ist, wobei die einander zugeordneten Stäbchen sich in einem Winkel überkreuzen und an den Kreuzungsstellen jeweils der den Querschnitt der Schichten durchdringende säulenförmige Steg ausgebildet ist

3. Mehrschichtvliesstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die überkreuzten Stäbchen in is einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind.

4. Mehrschichtvliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Hüllvliesstcffe wasserabweisend ausgerüstet sind.

5. Mehrschichtvliesstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der beiden Hüllvliesstoffe aus hydrophilen Fasern aufgebaut ist

6. Mefcr^chichtvliesstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß das aufgedruckte hydrophobe Bindemittel elastisch ist

7. Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen Mehrschichtvliesstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen weichen drapierfähigen Trägervliesstoff von 7 bis 50 g/m² Mikrofasern mit einem Durchmesser im Bereich von 1—10 um in einer Menge von 0,5 bis 60 g/m² aufgetragen werden, und daß die Mikrofaserschicht dann mit einem ebenfalls weichen und drapierfähigen Vliesstofflaminat abgedeckt und das so gebildete dreischichtige Laminat durch Vorpressen lose verbunden uad in Wasser bei Temperaturen über 60° C gewaschen auf eine Restfeuchte N\ von höchstens 200 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht des Laminates abgequetscht und dann gegebenenfalls durch ein wäßriges, ein Hydrophobiermittel enthaltendes Medium geführt und erneut auf eine Restfeuchte 7v*2 von mindestens 50 Gew.-% über Restfeuchte M abgequetscht wird und daß das feuchte Laminat dann ein- oder beidseitig mit einer elastischen hydrophoben Druckpaste musterförmig bedruckt wird, wobei die Druckpaste an den Aufdruckstellen alle Schichten in ihres .gesamten Querschnitt vollständig durchdringt

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofasern nach dem Verfahren gemäß DE-PS 20 32 072 aus einer Lö? ing auf den Trägervliesstoff aufgesponnen werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7—8, dadurch gekennzeichnet, daß das dreischichtige Laminat vor dem Drucken mit Hydrophobiermittel getränkt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß zumindest einer der beiden Hüllvliesstoffe vor dem Waschen hydrophob ausgerüstet worden ist

I1. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß zumindest einer der widen Hüllvliesstoffe aus saugfähigen Fasern besteht

12. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hüllvliesstoff musterartig mit Bindemittel beaufschlagt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß zumindest einer der beiden Hüllvliesstoffe mit quellfähigem Bindemittel ganzflächig gebunden wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7—13, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobe Druckpaste aus elastischem Material besteht und einseitig aufgedruckt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 7—13, dadurch gekennzeichnet daß die hydrophobe Druckpaste aus elastischem Material besteht und beidseitig in Form stäbchenförmiger Stege derart aufgedruckt wird, daß im Überlappungsbereich der einander zugeordneten Stege die den gesamten Querschnitt des Mehr-Schichtvliesstoffes durchdringenden Druckpunkte gebildet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 7—15, dadurch gekennzeichnet daß eine wäßrige Druckpaste verwendet wird, die höchstens 13 Gew.-% Emulgatoren, höchstens 15,0 Gew.-% Hydrophobiermittel, max. 1,0% hochmolekulares Verdickungsmittel, ggfs. Pigmentfarbstoff und auf zu 100 Gew.-% ergänzte Trockenmasse der ausschließlich aus hydrophoben Monomerkomponenten aufgebauten Polymerdispersionen enthält, wobei sich die Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht der Druckpastentrockenmasse bezieht.

17. Verfahren nach Anspruch 7—16, dadurch gekennzeichnet, daß eine aufgeschäumte wäßrige Druckpaste verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrschichtvliesstoff durch ein wäßriges hydrophobiermittelhaltiges Medium geführt wird, das einen Entschäumer, z. B. auf Silikonbasis, enthält