DE69736011T2

DE69736011T2 - Outdoor-stoff

Info

Publication number: DE69736011T2
Application number: DE1997636011
Authority: DE
Inventors: Buce Trina Woodstock BROWN; Leslie Robert Las Vegas HUDSON; Lou Mary Roswell DELUCIA
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: AU5172298A; CA2266537C; US6100208A; DE69736011D1; EP0979166A1; EP0979166B1; CA2266537A1; BR9712597A; WO1998018616A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Freizeit- und Outdoor-Stoffe. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Vliesstofflaminate für Freizeit- und Outdoor-Stoffe.
Hintergrund der Erfindung
Das Aussehen von vielen Produkten kann durch die Einwirkung von Sonne und schlechtem Wetter eine schwerwiegende Verschlechterung erfahren, beispielsweise indem Ausbleichen von Farben, Abblättern und Blasenbildung von Farbanstrichen oder anderen Beschichtungen, Oxidation (d.h. Rost) und dergleichen hervorgerufen wird. Weiterhin kann das Aussehen von vielen Produkten, insbesondere Kraftfahrzeugen, durch die Einwirkung anderer Risiken, wie etwa Baumsäfte, Blätter, Vogelausscheidungen etc., besudelt werden. Zusätzlich zu der Verschlechterung des Aussehens kann ein Einsatz im Freien über einen ausgedehnten Zeitraum darüber hinaus die Lebensdauer von vielen Produkten signifikant verkürzen. Somit werden Produkte, die einem langen Einsatz im Freien ausgesetzt werden, üblicherweise mit Schutzabdeckungen versehen, welche dafür ausgelegt sind, die ungünstigen Wirkungen eines derartigen Einsatzes zu begrenzen. In ähnlicher Weise kann die Einwirkung von Sonne und/oder schlechtem Wetter auf den Menschen über einen ausgedehnten Zeitraums unangenehm sein, und, wenn dies über signifikante Zeiträume erfolgt, kann dies potenziell gefährlich für die Gesundheit sein. Somit werden Outdoor-Stoffe, die eine gewisse Schutzwirkung vor der Umwelt bereitstellen, oftmals in Produkten wie etwa Planen, Zelten, und in Outdoor-Kleidung oder wetterfester Kleidung und dergleichen verwendet.
Outdoor-Stoffe benötigen typischerweise eine ausreichende Festigkeit um gegen Reißen, Aufschlitzen und Durchstechen beständig zu sein. Diese Stoffe wirken üblicherweise als eine Barriere gegen Wasser, wodurch sie Schutz vor Regen und anderen Formen von Niederschlägen bereitstellen. Diesbezüglich haben manche Stoffe die Fähigkeit als eine Barriere gegen Wasser im flüssigen Zustand zu wirken, während sie gleichzeitig "atmungsfähig" in dem Sinne bleiben, dass Wasserdampf durch den Stoff durchtreten kann. Atmungsfähige Materialien sind in vielen Produkten wie etwa beispielsweise in einer Kraftfahrzeugabdeckung bevorzugt, da eine atmungsfähige Abdeckung dazu beiträgt, den Aufbau von Feuchtigkeit unter der Abdeckung und in Nähe der Oberfläche des Kraftfahrzeugs zu verhindern. Ebenso sind atmungsfähige Stoffe in Outdoor-Kleidung bevorzugt, da atmungsfähige Stoffe angenehmer zu tragen sind als ähnliche, nicht atmungsfähige Kleidung. Mit zunehmender Atmungsfähigkeit verringern sich jedoch oftmals die Barriereeigenschaften des Stoffs. Somit versagen viele atmungsfähige Stoffe, ausreichende Barriereeigenschaften bereitzustellen, und sind anfällig für Undichtigkeit, wenn sie heftigem Regen oder anderen rauen Bedingungen ausgesetzt werden. Weiterhin stellen Outdoor-Stoffe auch einen Schutz vor den Wirkungen des Sonnenlichts bereit, insbesondere vor der ultravioletten (UV) Strahlung, und der Wärme, welche dieses begleitet. Obwohl erwartet wird, dass Outdoor-Stoffe über den Zeitverlauf allmählich die gewünschte Festigkeit und Barriereeigenschaften verlieren, sind sie auch für eine vorzeitige Verschlechterung infolge der ausgedehnten Einwirkung von intensivem Sonnenlicht anfällig.
Outdoor-Vliesstoffe stellen viele Formen eines Schutzes vor Einflüssen im Freien bereit, und es wird erwartet, dass sie dies über ausgedehnte Zeiträume tun. Die Wirkungen von Einflüssen im Freien sind jedoch so, dass sogar Schutzstoffe, die spezifisch für eine Verwendung im Freien vorgesehen sind, ihre gewünschten Eigenschaften und ihr gewünschtes Aussehen vorzeitig verlieren können. Demgemäß besteht ein anhaltender Bedarf für Outdoor-Stoffe, die einen Schutz gegen die ungünstigen Wirkungen, welche mit einer ausgedehnten Einwirkung von Sonne und schlechtem Wetter assoziiert sind, bereitstellen können. Es besteht weiterhin ein Bedarf für einen Outdoor-Stoff, der hervorragende Barriereeigenschaften gegen Wasser bereitstellt, und der dennoch auch eine gute Atmungsfähigkeit bereitstellt. Darüber hinaus besteht ein Bedarf für derartige Stoffe, die haltbar sind und gewünschte Eigenschaften wie etwa Festigkeit oder Barriereeigenschaften beibehalten können, wenn sie den Unbilden eines ausgedehnten Einsatzes im Freien ausgesetzt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Mit dem Outdoor-Stofflaminat der vorliegenden Erfindung, welches in den Ansprüchen 1 bis 24 definiert ist, werden die vorstehend genannten Bedarfe erfüllt und die vom Fachmann wahrgenommenen Probleme überwunden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht eines mehrlagigen Laminats der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Querschnittsansicht einer konzentrischen Mantel/Kern-Bikomponentenfaser der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines mehrlagigen Laminats der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Laminats von 1, welche ein repräsentatives Bindemuster veranschaulicht;
5 ist eine Querschnittsansicht des Laminats von 4 entlang der Linie 5-5;
6 ist eine schematische Ansicht eines repräsentativen Bindemusters; und
7 ist eine schematische Ansicht einer Verarbeitungsanlage zur Herstellung des Stoffs der vorliegenden Erfindung.
Definitionen
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "wasserundurchlässig" oder "wasserdicht" ein Material, welches nicht zulässt, dass Wasser im flüssigen Zustand leicht durch es hindurch tritt, mit einem minimalen Wassersäulenhöhewert (hydrohead) von mindestens etwa 30 mbar. Wie hierin verwendet bezeichnet Wassersäulenhöhe ein Maß für die Flüssigkeitsbarriereeigenschaften eines Stoffs. Ein Stoff mit einer höheren Ablesung für die Wassersäulenhöhe zeigt an, dass er eine höhere Barriere gegen das Durchdringen von Flüssigkeit bildet als ein Stoff mit einer niedrigeren Wassersäulenhöhe.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "UV-stabil" eine Polymerzusammensetzung, welche nach 12 Monaten Verwendung mindestens 40% (korrigiert) seiner Zugfestigkeit beibehält. UV-Stabilität kann mittels eines Südflorida-Tests bewertet werden, welcher durchgeführt werden kann indem ein Vliesstoff ohne Unterlage in Miami, Florida, der Sonne ausgesetzt wird. Die Proben sind in einem 45 Grad Winkel nach Süden ausgerichtet. Jeder Zyklus wird mit einem modifizierten Zugfestigkeitstest abgeschlossen, um die Verschlechterung oder Änderung der Festigkeit des Stoffs zu messen. Dies liefert ein Maß für die Haltbarkeit des Stoffs. Die relative UV-Stabilität kann bewertet werden, indem man die Länge des Zeitraums vergleicht, während dem der Stoff mindestens 40% (korrigiert) seiner Zugfestigkeit beibehält. Die Zugfestigkeit eines Stoffs kann gemäß dem ASTM-Test D-1682-64 gemessen werden. Zusätzlich kann die Berechnung der korrigierten 40% Zugfestigkeit erhalten werden, indem man die Summe der Monate bis 50, 40 und 30% Beibehaltung der Zugfestigkeit addiert und durch drei dividiert.
Wie hierin verwendet, bezeichnet der Begriff "atmungsfähig" ein Material, welches durchlässig für Wasserdampf ist, mit einer minimalen MVTR von mindestens etwa 100 Gramm/m²/24 Stunden. Die MVTR eines Stoffs wird oftmals auch allgemein als die Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) bezeichnet.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Vliesstoff" oder "Vliesbahn" (nonwoven fabric or web)" eine Bahn mit einer Struktur aus einzelnen Fasern oder Fäden, die ineinander gelegt sind, jedoch nicht in einer erkennbaren Art und Weise, wie in einem gewirkten Stoff. Vliesstoffe oder -bahnen sind durch viele Verfahren gebildet worden, wie etwa beispielsweise Schmelzblasverfahren, Spinnbindeverfahren, hydrodynamische Verfahren (hydroentangling) und Verfahren für gebundene kardierte Bahnen.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "spinngebundene Fasern" (spunbonded fibers) Fasern mit kleinem Durchmesser, welche gebildet werden durch Extrudieren von geschmolzenem thermoplastischem Material als Filamente aus einer Mehrzahl an feinen, üblicherweise runden Kapillaren einer Spinndüse, wobei der Durchmesser der extrudierten Filamente danach rasch verringert wird, wie beispielsweise in US Patent Nr. 4,340,563 an Appel et al., US Patent Nr. 3,692,618 an Dorschner et al., US Patent Nr. 3,802,817 an Matsuki et al., US Patent Nr. 3,338,992 und 3,341,394 an Kinney, US Patent Nr. 3,502,763 an Hartman, US Patent Nr. 3,542,615 an Dobo et al., US Patent Nr. 5,382,400 an Pike et al. und US Patent Nr. 5,534,339 an Stokes, deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird. Spinngebundene Fasern sind im Allgemeinen nicht klebrig, wenn sie auf eine Sammelfläche abgelegt werden. Spinngebundene Fasern sind im Allgemeinen kontinuierlich und haben typischerweise mittlere Durchmesser (aus einer Probe von mindestens 10) von mehr als etwa 7 Mikrometer, oftmals zwischen etwa 10 und 30 Mikrometer.
Wie hier verwendet bezeichnet der Begriff "schmelzgeblasene Fasern" (meltblown fibers) Fasern, welche gebildet werden durch Extrudieren eines geschmolzenen thermoplastischen Materials durch eine Mehrzahl von feinen, üblicherweise runden Düsenkapillaren als geschmolzene Fäden oder Filamente in einen konvergierenden, gewöhnlich heißen Gasstrom (z.B. Luft) mit hoher Geschwindigkeit, der die Filamente aus geschmolzenem thermoplastischem Material verfeinert, um ihren Durchmesser, was auf Mikrofaser-Durchmesser sein kann, zu verringern. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern typischerweise durch den Hochgeschwindigkeits-Gasstrom getragen und werden auf einer Sammelfläche abgelegt, wobei eine Bahn aus unregelmäßig verteilten schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in US Patent Nr. 3,849,241 an Butin et al. offenbart. Schmelzgeblasene Fasern sind Mikrofasern, welche kontinuierlich oder nicht kontinuierlich sein können, üblicherweise kleiner als 10 Mikrometer im mittleren Durchmesser sind, und im Allgemeinen klebrig sind, wenn sie auf eine Sammelfläche abgelegt werden.
Wie hierin verwendet umfasst der Begriff "Fasern", sofern nicht anders angegeben, nicht kontinuierliche Stränge mit einer bestimmten Länge, wie etwa Fasern mit Stapellänge, und umfasst auch Filamente, was kontinuierliche Materialstränge sind.
Wie hier verwendet umfasst der Begriff "Polymer" im Allgemeinen, ist aber nicht beschränkt auf, Homopolymere, Copolymere, wie zum Beispiel Block-, Pfropf-, statistische und alternierende Copolymere, Terpolymere etc. und Gemische und Modifikationen davon. Darüber hinaus umfasst der Begriff "Polymer", sofern nicht anderweitig spezifisch eingeschränkt, alle möglichen geometrischen Konfigurationen oder Raumkonfigurationen des Moleküls. Diese Konfigurationen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, isotaktische, syndiotaktische und statistische Symmetrien.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Mehrkomponentenfasern" Fasern, die aus mindestens zwei Polymeren gebildet sind. Derartige Fasern werden typischerweise aus separaten Extrudern extrudiert, aber zusammen gesponnen, so dass sie eine Faser bilden. Mehrkomponentenfasern umfassen Konjugatfasern und/oder Bikomponentenfasern. Die Polymere sind üblicherweise voneinander verschieden, obwohl Konjugatfasern Komponenten haben können, die entweder ähnliche oder identische Polymere umfassen. Die Polymere sind in im Wesentlichen konstant positionierten diskreten Zonen über den Querschnitt der Mehrkomponentenfasern angeordnet und erstrecken sich kontinuierlich über die Länge der Mehrkomponentenfasern. Mehrkomponentenfasern sind gelehrt in US Patent Nr. 5,108,820 an Kaneko et al., US Patent Nr. 4,795,668 an Krueger et al., US Patent Nr. 5,336,552 an Strack et al. und US Patent Nr. 5,382,400 an Pike et al., deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden. Für Bikomponentenfasern können die Polymere in Verhältnissen (Volumenverhältnissen) von 75/25, 50/50, 25/75 oder anderen gewünschten Verhältnissen vorhanden sein. Mehrkomponentenfasern können auch verschiedene Formen haben, wie beispielsweise etwa die in US Patent Nr. 5,277,976 an Hogle et al., US Patent Nr. 5,466,410 an Hills und 5,069,970 und 5,057,368 an Langman et al. beschriebenen.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Heißluftmesser" oder "HAK" (hot air knife) ein Verfahren zum Binden einer Lage von Fasern, insbesondere spinngebundenen Fasern, um ihr eine ausreichende Integrität zu vermitteln, d.h. die Steifheit der Bahn für eine weitere Verarbeitung zu erhöhen, aber er bedeutet nicht die relativ stärkeren Bindeverfahren wie TAB, thermisches Binden und Ultraschallbinden. Ein Heißluftmesser ist eine Vorrichtung, die einen Strom erhitzter Luft in einer sehr hohen Fließgeschwindigkeit, im Allgemeinen von etwa 1000 bis etwa 10000 Fuß pro Minute (fpm) (305 bis 3050 Meter pro Minute), oder insbesondere von etwa 3000 bis 5000 Fuß pro Minute (915 bis 1525 m/min), der auf die Vliesbahn kurz nach ihrer Bildung gerichtet ist, bündelt. Die Lufttemperatur ist üblicherweise im Bereich des Schmelzpunkts von mindestens einem der in der Bahn verwendeten Polymere, im Allgemeinen zwischen etwa 200 und 550°F (93 und 290°C) für die thermoplastischen Polymere, die gewöhnlich beim Spinnbinden verwendet werden. Die Steuerung der Temperatur, der Geschwindigkeit, des Drucks, des Volumens der Luft und von anderen Faktoren tragen dazu bei, eine Beschädigung der Bahn zu vermeiden, während ihre Integrität erhöht wird. Der gebündelte Luftstrahl des HAK wird angeordnet und gelenkt durch mindestens einen Schlitz von etwa 1/8 bis 1 Zoll (3 bis 25 mm) Breite, insbesondere von etwa 3/8 Zoll (9,4 mm), welcher als der Auslass für die erhitzte Luft zu der Bahn hin dient, wobei der Schlitz im Wesentlichen in Maschinenquerrichtung über im Wesentlichen die gesamte Breite der Bahn läuft. In anderen Ausführungsformen kann eine Mehrzahl von Schlitzen aneinander angeordnet sein oder durch eine kleine Lücke getrennt sein. Obwohl nicht essentiell, ist der Schlitz üblicherweise kontinuierlich und kann beispielsweise aus Löchern in kurzem Abstand gebildet sein. Das HAK kann eine Luftkammer umfassen um die erhitzte Luft, bevor sie durch den Schlitz austritt, zu verteilen und zu enthalten. Der Druck in der Luftkammer des HAK beträgt üblicherweise zwischen etwa 1,0 und 12,0 Zoll Wasser (2 bis 22 mm Hg), und das HAK ist zwischen etwa 0,25 und 10 Zoll und stärker bevorzugt 0,75 bis 3,0 Zoll (19 bis 76 mm) über dem Formiersieb positioniert. In einer besonderen Ausführungsform ist die Querschnittsfläche der Luftkammer des HAK für den Strom in Querrichtung (d.h. die Querschnittsfläche der Luftkammer in Maschinenlaufrichtung) mindestens das Doppelte der Austrittsfläche des Schlitzes. Da das Lochsieb, auf dem das spinngebundene Polymer im Allgemeinen gebildet wird, sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, beträgt der Expositionszeitraum eines beliebigen besonderen Teils der Bahn an die aus dem Heißluftmesser austretende Luft oftmals weniger als eine Zehntel Sekunde und häufig etwa eine Hundertstel Sekunde, im Gegensatz zu einem Durchluft-Bindeverfahren, das eine viel längere Verweildauer hat. Das HAK-Verfahren hat einen großen Bereich an Variabilität und Steuerbarkeit von vielen Faktoren wie etwa der Temperatur, der Geschwindigkeit, des Drucks, des Volumens der Luft, der Anordnung und Größe von Schlitzen oder Löchern, und dem Abstand der HAK-Luftkammer zu der Bahn. Das HAK ist weiter beschrieben in der US Patentanmeldung 08/362,328 an Arnold et al., eingereicht am 22. Dezember 1994, und der gleichen Anmelderin übertragen, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Durchluftbinden" oder "TAB" (through air bonding) ein Verfahren zum Binden einer Konjugatfaser-Vliesbahn, wobei erhitzte Luft, die ausreichend heiß ist um eines der Polymere der Mehrkomponentenfasern zu schmelzen, durch die Bahn gepresst wird. Das Schmelzen und erneute Erstarren des Polymers stellt die Bindung zwischen den Fasern bereit um der Bahn Integrität zu vermitteln. Die Luftgeschwindigkeit beträgt typischerweise zwischen 100 und 500 Fuß pro Minute, und die Verweildauer kann bis zu 6 Sekunden betragen. Durchluftbinden hat eine relativ eingeschränkte Variabilität, und da Durchluftbinden TAB das Schmelzen mindestens einer Komponente erfordert um eine Bindung zu bewirken, ist es insbesondere geeignet in Verbindung mit Bahnen aus Konjugatfasern oder solchen, die einen Klebstoff beinhalten. In der Durchluftbindevorrichtung wird Luft mit einer Temperatur über der Schmelztemperatur mindestens einer der exponierten Komponenten durch die Bahn geführt, und in eine perforierte Walze, welche die Bahn unterstützt. Alternativ kann die Durchluftbindevorrichtung eine flache Anordnung sein, bei der Luft senkrecht nach unten auf die Bahn geführt wird. Die Betriebsbedingungen der zwei Konfigurationen sind ähnlich, wobei der primäre Unterschied die Geometrie der Bahn während des Bindens ist.
Wie hierin verwendet bezeichnet "Ultraschallbindung" (ultrsonic bonding) ein Verfahren, das beispielsweise durchgeführt wird, indem der Stoff zwischen einem Schalltrichter und einer Ambosswalze geführt wird, wie in US-Patent-Nr. 4,374,888 an Bornslaeger veranschaulicht, dessen gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Wie hier verwendet bezeichnet "Punktbindung" (point bonding) das Binden einer oder mehrerer Stofflagen an einer Mehrzahl von diskreten Bindepunkten. Thermische Punktbindung beinhaltet beispielsweise das Führen eines Stoffs oder einer Bahn aus Fasern, die gebunden werden sollen, zwischen einer erwärmten Zusammenstellung von Walzen, wie beispielsweise etwa einer erwärmten Kalanderwalze und einer Ambosswalze. Die Kalanderwalze ist üblicherweise auf irgendeine Weise gemustert, so dass der gesamte Stoff nicht über seine gesamte Oberfläche gebunden wird, und die Ambosswalze ist üblicherweise flach. In der Folge sind verschiedene Muster für Kalanderwalzen aus funktionellen und/oder ästhetischen Gründen entwickelt worden. Ein Beispiel für ein Muster weist Punkte auf und ist das Hansen Pennings oder "H&P"-Muster mit einer Bindungsfläche von etwa 30%, mit etwa 200 Bindungen/Quadratzoll, wie in US Patent Nr. 3,855,046 an Hansen und Pennings gelehrt. Das H&P-Muster weist quadratische Punkt- oder Nadelbindungsflächen auf, wobei jede Nadel eine Seitenabmessung von 0,038 Zoll (0,965 mm), einen Abstand von 0,070 Zoll (1,778 mm) zwischen den Nadeln und eine Bindungstiefe von 0,023 Zoll (0,584 mm) aufweist. Das resultierende Muster weist im Neuzustand eine gebundene Fläche von etwa 29,5% auf. Ein anderes typisches Punktbindungsmuster ist das expandierte Hansen und Pennings oder "EHP"-Bindungsmuster, das eine Bindungsfläche von 15% im Neuzustand erzeugt, wobei eine quadratische Nadel eine Seitenabmessung von 0,037 Zoll (0,94 mm), einen Nadelabstand von 0,097 Zoll (2,464 mm) und eine Tiefe von 0,039 Zoll (0,991 mm) aufweist. Ein anderes typisches Punktbindungsmuster, das als "714" bezeichnet wird, weist quadratische Nadelbindungsflächen auf, wobei jede Nadel eine Seitenabmessung von 0,023 Zoll, einen Abstand von 0,062 Zoll (1,575 mm) zwischen den Nadeln und eine Bindungstiefe von 0,033 Zoll (0,838 mm) aufweist. Das resultierende Muster weist im Neuzustand eine gebundene Fläche von etwa 15% auf. Andere übliche Muster umfassen ein Diamantmuster mit sich wiederholenden und leicht versetzten Diamanten mit einer Bindungsfläche von etwa 16% im Neuzustand. Des Weiteren hat ein Drahtgewebemuster, das der Vliesbahn ein gewirktes Aussehen vermittelt, eine Nadeldichte von etwa 302 Nadeln pro Quadratzoll und führt im Neuzustand zu einer gebundenen Fläche von etwa 17%. Typischerweise variiert die prozentuale Bindungsfläche von etwa 5 % bis etwa 30 % der Fläche der Laminatstoffbahn. Das Spotbinden hält die Laminatlagen zusammen und vermittelt auch jeder individuellen Lage Integrität durch Binden der Filamente und/oder Fasern innerhalb jeder Lage, ohne die Atmungsfähigkeit des Stoffs zu zerstören.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Outdoor-Stoff' einen Stoff, der primär, obwohl nicht ausschließlich, im Freien verwendet wird. Outdoor-Stoffe umfassen Stoffe, die in Schutzabdeckungen verwendet werden, Camper/Trailer-Stoffe, Planen, Markisen, Verdecke, Zelte, Stoffe für die Landwirtschaft, und Outdoor-Kleidung, wie etwa Kopfbedeckungen, gewerbliche Arbeitskleidung und Coveralls, Hosen, Oberteile, Jacken, Handschuhe, Socken, Überschuhe und dergleichen.
Wie hierin verwendet bezeichnet der Begriff "Schutzabdeckung" eine Abdeckung für Fahrzeuge wie etwa Kraftfahrzeuge, Lastkraftwägen, Boote, Flugzeuge, Motorräder, Fahrräder, Golfwägen, etc., Abdeckungen für Geräte, die häufig im Freien gelassen werden, wie Grillgeräte, Rasen- und Gartengeräte (Rasenmäher, Rototiller etc.) und Gartenmöbel, sowie Bodenabdeckungen, Tischtücher und Abdeckungen für Picknickbereiche.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Outdoor-Stoffe der vorliegenden Erfindung werden weiter ausführlich unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Wie dargestellt kann das Laminat 10 eine erste äußere Lage 12, eine zweite äußere Lage 14 und eine Barrierelage 16 umfassen, die zwischen der ersten äußeren Lage 12 und der zweiten äußeren Lage 14 positioniert ist. Die erste äußere Lage 12 ist angepasst um die gewünschte UV-Beständigkeit bereitzustellen, die Barrierelage 16 ist angepasst um eine wasserundurchlässige Barriere bereitzustellen und die zweite äußere Lage 14 ist angepasst um zusätzliche Festigkeit und Unterstützung für die Barrierelage 16 und das Laminat 10 bereitzustellen. Somit kann das Laminat 10 beispielsweise als eine Schutzabdeckung für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, indem das Laminat 10 über dem Kraftfahrzeug platziert wird, so dass die zweite äußere Lage 14 dem Kraftfahrzeug zugewandt ist (nicht gezeigt) und die erste äußere Lage 12 der Umgebung zugewandt ist.
Die erste äußere Lage 12 umfasst eine integrierte Lage aus UV-stabilen Fasern, wünschenswert eine integrierte Vliesbahn aus kontinuierlichen Fasern. Unter Bezugnahme auf 2 umfassen die Fasern Mehrkomponentenfasern vom Mantel/Kern-Typ mit einer ersten Komponente A, welche die zweite Komponente B umhüllt und eine periphere Oberfläche entlang im Wesentlichen der gesamten Länge von Mehrkomponentenfasern bildet, exzentrisch oder konzentrisch sein kann, und es ist wünschenswert, dass die Fasern kontinuierliche Filamente umfassen, bei denen die umhüllende Komponente A die gesamte periphere Oberfläche entlang der Länge der Faser 20 bildet, wodurch der UV-Einfluss auf die Komponente B minimiert wird. In ähnlicher Weise sind, obwohl die Mehrkomponentenfasern eine exzentrische oder konzentrische Konfiguration aufweisen können, konzentrische Bikomponentenfasern bevorzugt. Da die Orientierung der Kernkomponente innerhalb der Faser in vielen Herstellungsverfahren variieren kann, ist es bevorzugt, dass die Mantelkomponente mindestens etwa 50% der Querschnittsfläche der Faser ausmacht, um einen ausreichenden Schutz der Kernkomponente sicherzustellen. Die Komponente A der Mehrkomponentenfasern umfasst ein UV-stabiles Polymer, und die gewünschte UV-Stabilität kann erreicht werden, indem man eine Polymerzusammensetzung auswählt, die inhärent gute UV-Stabilität aufweist, und/oder indem man einen oder mehrere UV-Stabilisatoren zu der Polymerzusammensetzung zugibt.
In der Technik ist eine große Zahl von UV-Stabilisatoren bekannt, welche zu der Polymerzusammensetzung von Komponente A zugegeben werden können um die gewünschte UV-Stabilität zu erreichen. Beispiele derartiger Stabilisatoren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf die nachfolgenden: 2-Hydroxybenzophenone, 2-Hydroxybenzotriazole, Hydroxybenzoate, Metallchelatstabilisatoren, und Lichtstabilisatoren aus gehindertem Amin. Ein Beispiel von Hydroxybenzoatstabilisatoren ist 2,4-di-t-Butylphenylester, und die in US Patent Nr. 3,206,431 beschriebenen. Metallchelatstabilisatoren sind in der Technik ebenfalls bekannt und umfassen primär Nickelkomplexe. Wünschenswert sind in der vorliegenden Erfindung verwendete Stabilisatoren Lichtstabilisatoren aus gehindertem Amin, was eine Klasse von Stabilisatoren bezeichnet, die einen zyklischen Aminrest umfassen, der keine Wasserstoffatome benachbart zu dem Stickstoffatom aufweist. Gehinderte Amine sind in US Patent Nr. 5,200,443 an Hudson diskutiert und zahlreiche Beispiele derartiger Amine sind kommerziell erhältlich, wobei Beispiele diejenigen unter der Handelsbezeicnung HOSTAVIN N30 von Hoechst Celanese Corporation, CYASORB UV-3346 von Cytec Industries, West Patterson, NJ, UVASIL-299 von Great Lakes Chemical Company, West Lafayatte, I.N. und UVINOL 4049 von BASF umfassen. insbesondere gut geeignete gehinderte Amine zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind kommerziell erhältlich unter der Handelsbezeichnung CHIMASSORB 944 und CHIMASSORB 119 von der Ciba-Geigy Corporation, Hawthorne, NY. Typischerweise werden die UV-Stabilisatoren vor dem Schmelzspinnen zu der Polymerzusammensetzung zugegeben, wie beispielsweise etwa durch Aufnahme des Stabilisators in Polymerpellets, welche zur Herstellung des Extrudats verwendet werden, wodurch jede der resultierenden Konjugatfaserkomponenten die gewünschten Mengen an UV-Stabilisator aufweist. Es sollte bemerkt werden, dass Stabilisatoren aus gehindertem Amin mit Molekulargewichten oberhalb von 1000, wünschenswert zwischen etwa 1000 und 5000, typischerweise eine verbesserte Stabilisierung bereitstellen, im Vergleich zu ähnlichen Stabilisatoren mit niedrigerem Molekulargewicht. Die Menge an gehindertem Amin in der Polymerzusammensetzung liegt wünschenswert zwischen etwa 0,5 Gew.-% und etwa 3 Gew.-%. Die Art und Menge des zu den Polymerzusammensetzungen zugegebenen UV-Stabilisators wird jedoch natürlich mit der besonderen Polymerformulierung und dem ausgewählten UV-Stabilisator variieren.
Komponente A umfasst eine Polyethylenpolymerzusammensetzung, bevorzugt eine Zusammensetzung von Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur oder von Polyethylen hoher Dichte, wobei die Zusammensetzung Lichtstabilisatoren aus gehindertem Amin enthalten kann. Eine bevorzugte Ausführungsform von Komponente A umfasst Polyethylen mit etwa 1,25 Gew.-% CHIMASSORB 119 UV-Stabilisator von Ciba-Geigy und etwa 1 Gew.-% Graupigment. CHIMASSORB 119 ist ein monomerer gehinderter Aminstabilisator mit der nachfolgenden chemischen Struktur:
worin R
ist. (CAS Registrierungsnummer 106990-43-6.)
Zusätzlich können auch Pigmente zu der Polymerzusammensetzung von Komponente A zugegeben werden um die UV-Stabilität zu verbessern und/oder um die Ästhetik des resultierenden Produkts zu verbessern. Die Wahl von Pigmenten kann hinsichtlich ästhetischer und/oder funktioneller Überlegungen ausgewählt werden. Es wird jedoch erkannt werden, dass sogar einfache organische Pigmente eine ungünstige Wirkung auf die UV-Stabilität haben können. In dieser Hinsicht kann es vorteilhaft sein, Pigmente zu verwenden, welche die UV-Stabilität weiter verstärken, wie beispielsweise etwa die Verwendung von Metalloxidpigmenten in Verbindung mit gehinderten Amin-Stabilisatoren, siehe US Patent Nr. 5,200,443 an Hudson und die US Patentanmeldung Nr. 08/257,248, eingereicht am 8. Juni 1994, deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden. Zusätzlich können andere Stabilisierungspackungen und/oder Verfahren zur Verbesserung der UV-Stabilität in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden; siehe als weitere Beispiele die US Patentanmeldung Nr. 08/673,606, eingereicht am 25. Juni 1996 und Nr. 08/562,722, eingereicht am 27. November 1995, deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden. Weiter kann die UV-Stabilität der ersten äußeren Lage 12 weiter verstärkt werden, indem man auf ihre exponierte Oberfläche eine UV-Schutzbeschichtung aufträgt, siehe beispielsweise US Patent Nr. 4,818,600 und die Internationale Veröffentlichung Nr. 96/25548 an DeLucia et al., wobei die gesamten Inhalte der vorstehend genannten Dokumente durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
Komponente B der Mehrkomponentenfasern kann eine Strukturkomponente umfassen und weist wünschenswert eine gute Zugfestigkeit auf. Zusätzlich ist es wichtig, anzumerken, dass da die äußere Lage 12 oftmals einer ausgedehnten Exposition an direktes Sonnenlicht ausgesetzt werden wird, UV-Strahlung in die Mehrkomponentenfaser 20 eindringen wird und einen Einfluss auf die Komponente B haben wird. Somit kann es oftmals wünschenswert sein, dass die Komponente B eine UV-stabile Polymerzusammensetzung umfasst. Da die Komponente B jedoch von der Komponente A umhüllt ist, ist das Ausmaß an UV-Strahlung, die einen Einfluss auf Komponente B hat, signifikant verringert, und es wird typischerweise wünschenswert sein, dass Komponente A ein Material mit besserer UV-Stabilität, bezogen auf die von Komponente B, umfasst. Aufgrund des verringerten UV-Einflusses auf Komponente B von Konjugatfaser 20 wird angenommen, dass es möglich ist, ein breiteres Spektrum von Polymermaterialien und/oder UV-Stabilisatoren im Outdoor-Stoff der vorliegenden Erfindung zu verwenden und dabei eine gute UV-Stabilität zu erreichen. Zusätzlich kann aufgrund der geringeren funktionellen Anforderungen an Komponente B eine kostengünstigere Polymerzusammensetzung verwendet werden, wie beispielsweise etwa eine unter Verwendung von weniger UV-Stabilisator und/oder einem Polymer mit einer geringeren inhärenten UV-Stabilität. Komponente B umfasst eine Polypropylenpolymerzusammensetzung, die wünschenswert eine gewisse Menge an UV-Stabilisatoren umfasst. Die Polymerzusammensetzung von Komponente B kann je nach Wunsch gegebenenfalls auch Pigmente und andere Additive umfassen. Eine bevorzugte Ausführungsform von Komponente B umfasst Polypropylen mit etwa 1,25 Gew.-% CHIMASSORB 944 UV-Stabilisator von Ciba-Geigy.
Die Komponenten A und B machen zusammen die Mehrkomponentenfaser 20 aus. Obwohl nicht gezeigt, muss die Mehrkomponentenfaser 20 nicht auf zwei Komponenten beschränkt sein. Zusätzlich kann die Mehrkomponentenfaser identische oder ähnliche Polymere mit geänderten Mengen oder Typen an UV-Stabilisator umfassen. Die Mehrkomponentenfasern 20 bilden bevorzugt die erste äußere Lage 12 des Laminats 10. Die erste äußere Lage 12 kann ein Gewebe oder eine Vliesbahn umfassen. Wünschenswert umfassen die Mehrkomponentenfasern 20 eine integrierte Vliesbahn aus kontinuierlichen spinngebundenen Fasern. Wie vorstehend angemerkt, sind spinngebundene Fasern im Allgemeinen nicht klebrig, wenn sie auf einer Oberfläche abgelegt werden um eine Bahn zu bilden. Üblicherweise ist es notwendig, der Bahn zusätzliche Integrität zu vermitteln, durch eines oder mehrere in der Technik bekannte Mittel, wie beispielsweise etwa durch Punktbinden, Durchluftbinden, HAK, hydrodynamische Verfahren, Durchstechen mit Nadeln und/oder Klebebindung. Wünschenswert wird der Bahn aus spinngebundenen Fasern die Integrität durch thermische Punktbindung vermittelt, wie etwa in US Patent Nr. 3,855,046 an Hansen et al. beschrieben, dessen gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird. In Bezugnahme auf 1 erzeugen Punktbindungen 18 Interfaserbindungen zwischen den spinngebundenen Fasern und vermitteln der ersten äußeren Lage 12 Integrität. Die erste äußere Lage umfasst wünschenswert ein Material mit einem Flächengewicht zwischen etwa 1 und etwa 4 osy (Unzen pro Quadratyard, ounces per square yard), und stärker bevorzugt zwischen etwa 1,5 osy und etwa 3,5 osy. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die erste äußere Lage 12 eine 2,5 osy punktgebundene Bahn aus 50/50 Mantel/Kern spinngebundenen Fasern oder zwei Lagen von 1,25 osy punktgebundene Bahnen aus 50/50 Mantel/Kern spinngebundenen Fasern. Die erste äußere Lage 12 kann alternativ jedoch ein Gewebe, ein Gewirk, ein Wirbelvliesmaterial (spunlaced material), gebundene kardierte Bahnen, ein mit Nadeln durchstochenes Material und/oder einen ähnlichen Stoff umfassen.
Zwischen der ersten äußeren Lage 12 und der zweiten äußeren Lage 14 ist die Barrierelage 16 positioniert, welche eine wasserundurchlässige Lage umfasst. Die Barrierelage 16 hat bevorzugt einen Wert für die Wassersäulenhöhe von mehr als etwa 30 mbar und stärker bevorzugt von mindestens etwa 80 mbar. Die Barrierelage 16 ist wünschenswert auch atmungsfähig, das bedeutet, dass die Barrierelage 16 zulässt, dass Wasserdampf durch sie hindurch tritt oder migriert. In dieser Hinsicht hat die Barrierelage 16 bevorzugt eine MVTR von mindestens etwa 100 Gramm/m²/Tag und noch stärker bevorzugt von mindestens etwa 300 Gramm/m²/Tag oder 800 Gramm/m²/Tag. Obwohl das Ausmaß der UV-Strahlung durch Überlagern mit der ersten äußeren Lage 12 signifikant verringert sein wird, ist es wichtig zu bemerken, dass UV-Strahlung oftmals durch die erste äußere Lage 12 durchdringen wird und einen Einfluss auf die Barrierelage 16 haben wird. Es wird daher oftmals wünschenswert sein, UV-Stabilisatoren zu der Barrierelage 16 zuzugeben und/oder ein inhärent UV-stabiles Material für die Barrierelage 16 auszuwählen. Zusätzlich können, je nachdem wie gewünscht, ebenso Wärmestabilisatoren, Pigmente und andere Additive zu der Barrierelage 16 zugegeben werden. Es sind zahlreiche Materialien verfügbar, welche die Barrierelage 16 ausmachen, wie beispielsweise etwa Folien (bzw. Filme), Schaumstoffe, nicht poröse Folien (bzw. Filme), mikroporöse Folien (bzw. Filme) und mikroporöse Vliesstoffmaterialien. Die meisten nicht porösen Folien (bzw. Filme) wirken als eine vollständige Barriere für Wasser und werden somit ein Laminat erzeugen, das nicht atmungsfähig ist. Bestimmte nicht poröse Folien (bzw. Filme), wie etwa bestimmte Polyurethanfolien (bzw. Filme), wirken jedoch als eine Barriere für Wasser im flüssigen Zustand und gestatten dennoch, dass Wasserdampf durch sie hindurch tritt. Zusätzlich weisen viele schmelzgeblasene Bahnen mit einem Flächengewicht von mindestens 0,3 osy die gewünschten Barriereeigenschaften auf und sind aufgrund der porösen Struktur der schmelzgeblasenen Bahnen dennoch atmungsfähig. Derartige schmelzgeblasene Bahnen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, haben wünschenswert ein Flächengewicht zwischen etwa 0,3 und etwa 1,5 osy. Unter Bezugnahme auf 3 kann die Barrierelage 16 mehrere Lagen 16a und 16b, wie etwa zwei Lagen von schmelzgeblasenen Bahnen, umfassen.
Folien, die durch die Bildung von mikroporösen Poren oder Öffnungen mit einer Größe, so dass sie die Passage von Wasserdampf durch sie gestatten, atmungsfähig gemacht werden, aber für Flüssigkeit undurchlässig bleiben, sind in der Technik ebenso bekannt. Laminate 10, welche den letzteren Typ von atmungsaktiven Folien umfassen, sind im Allgemeinen bevorzugt. Diese Folien können für Dampf durchlässig gemacht werden, indem man Füllstoffpartikel zu der Folienzusammensetzung zugibt und die Folie entweder walzt und streckt, wobei dort, wo die Füllstoffpartikel lokalisiert sind, die Bildung von Rissen hervorgerufen wird. Die Menge an Füllstoff in der Folie und der Grad des Streckens und/oder Walzens werden gesteuert um den gewünschten Grad an Durchlässigkeit für Dampf zu vermitteln. Die Verwendung derartiger Folien in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung ermöglicht einen Outdoor-Stoff mit einer MVTR von mindestens etwa 100 Gramm/m²/24 Stunden und dennoch mit einer Wassersäulenhöhe von mindestens etwa 100 mbar. Diese Folien werden typischerweise aus einer Polyolefinfolie wie etwa einer Polyethylen- oder Polypropylenfolie gebildet. Mikroporöse, atmungsfähige, flüssigkeitsundurchlässige Folien sind ausführlicher diskutiert, wie offenbart in US Patent Nr. 4,777,073, erteilt an Sheth, und in der US Patentanmeldung Nr. 08/755,664, eingereicht am 25. November 1996, an McCormack, der US Patentanmeldung Nr. 08/882,712, eingereicht am 25. Juni 1997, an McCormack et al., und der am 15. September 1997 eingereichten US Patentanmeldung, Eilpost Nr. RB879662575US, deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden. Zusätzliche atmungsfähige Folien und Laminate mit den erforderlichen Barriereeigenschaften können ebenfalls in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, siehe beispielsweise die US Patente Nr. 3,953,566 und 4,194,041. Ein besonders wünschenswertes Material zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist ein biaxial orientiertes Folienmaterial aus Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (LLDPE), das aus etwa 50 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-% Calciumcarbonat besteht und kommerziell erhältlich ist von der Exxon Chemical Patents, Inc., Linden, New Jersey, unter der Handelsbezeichnung EXXAIRE. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Barrierelage 16 eine mikroporöse Polyolefinfolie mit einer Schichtdicke von etwa 0,5 bis etwa 2 Millizoll, und welche weiterhin UV-Stabilisatoren umfasst. Beispielsweise kann die Barrierelage 16 eine mikroporöse Folie aus Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (LLDPE) mit etwa 1,5 Gew.-% CHIMASSORB 944 UV-Stabilisator von Ciba-Geigy, mit einer Schichtdicke von 1 Millizoll, die mit etwa 50 Gew.-% CaCO₃ gefüllt ist und sowohl in der Maschinenlaufrichtung als auch in der Maschinenquerrichtung gedehnt worden ist, umfassen.
Der Outdoor-Stoff 10 umfasst eine weitere Lage, wobei die flüssigkeitsundurchlässige Barriere 16 zwischen der ersten äußeren Lage 12 und der zweiten äußeren Lage 14 positioniert ist. Die zweite äußere Lage 14 umfasst bevorzugt ein Material mit guter Festigkeit und Abriebsbeständigkeit, und welches an den anderen Lagen befestigt werden kann. Die zweite äußere Lage 14 kann ein Gewebe, ein Gewirk, ein Wirbelvliesmaterial, gebundene kardierte Bahnen, ein mit Nadeln durchstochenes Material oder eine spinngebundene Vliesbahn mit den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Abriebsbeständigkeit umfassen. Bei vielen Anwendungen des Stoffs, wie etwa als eine Schutzabdeckung für Kraftfahrzeuge, wird auch erwünscht sein, dass die zweite äußere Lage hydrophob ist, um zu verhindern, dass Wasser darin gehalten wird. In dieser Hinsicht wird erkannt werden, dass die meisten Polyolefine inhärent hydrophob sind. Zusätzlich wird UV-Strahlung auch in die zweite äußere Lage eindringen, wenn auch beträchtlich weniger als die, welcher die Mantelkomponente der ersten äußeren Lage 12 ausgesetzt ist. Somit wird es, in Abhängigkeit von dem ausgewählten Material für die zweite äußere Lage 14, oftmals wünschenswert sein, UV-Stabilisatoren dazu zuzugeben. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die zweite äußere Lage 14 eine Lage umfassen, welche der ersten äußeren Lage 12 ähnlich ist. In einem Aspekt kann die zweite äußere Lage 14 eine Lage aus spinngebundenen Mantel/Kern-Fasern umfassen, wie beispielsweise etwa kontinuierliche 50/50 Mantel/Kern-Fasern, wobei die Mantelkomponente Polyethylen mit 1,25 % CHIMASSORB 119 UV-Stabilisator und 1 Graupigment, und die Kernkomponente Nylon-6 umfasst. Obwohl Nylon einen relativ geringen UV-Stabilitätsgrad aufweist, wird es aufgrund der verringerten Gehalte an UV-Strahlung, welche die zweite äußere Lage 14 beeinflussen, oftmals nicht notwendig sein, UV-Stabilisatoren in der Kernkomponente aufzunehmen, auch wenn derartige Materialien verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform können jedoch etwa 1,25 Gew.-% CHIMASSORB 944 UV-Stabilisator in die Nylonkomponente aufgenommen werden. Die zweite äußere Lage 14 hat wünschenswert ein Flächengewicht von etwa 0,75 bis etwa 2,5, und stärker bevorzugt von etwa 1,0 bis etwa 2,0 osy. Zusätzlich können je nach Wunsch Wärmestabilisatoren, Pigmente und andere Additive in die Polymerformulierungen aufgenommen werden.
Die erste äußere Lage 12, die Barrierelage 16 und die zweite äußere Lage 14 machen zusammen das Laminat 10 aus. Obwohl die vorliegende Beschreibung primär die Verwendung von drei Lagen diskutiert, wird vom Fachmann erkannt werden, dass zusätzliche äußere Lagen und/oder Zwischenlagen in Verbindung mit den hierin diskutierten Laminaten verwendet werden können. Zusätzliche Lagen können verwendet werden um die Zugfestigkeit, Abziehfestigkeit, Barriereeigenschaften oder andere Eigenschaften zu erhöhen, je nach Wunsch. Die mehreren Lagen werden zusammen laminiert, um einen einzigen, zusammenhängenden Stoff zu ergeben. Eine Adhäsion zwischen den mehreren Lagen kann erreicht werden durch verschiedene in der Technik bekannte Mittel, wie beispielsweise etwa Ultraschallbindung, thermische Punktbindung, und/oder Klebebindung. Thermische Punktbindung und/oder Ultraschallbindung sind jedoch bevorzugt, da Klebstoffe nach ausgedehnter UV-Exposition sich oftmals zersetzen oder mit den Komponenten reagieren. Zusätzlich, wenn das Flächengewicht der einzelnen Lagen zusammen genommen 3,0 osy übersteigt, wird es weiterhin wünschenswert sein, die Materialien unter Verwendung von Ultraschallbinden zu laminieren, da bei diesen höheren Flächengewichten thermisch punktgebundene Laminate aufgrund einer geringen Abziehfestigkeit eine Verschlechterung durchmachen können. In Bezugnahme auf 4 werden Bindepunkte 24 erzeugt, wie etwa durch die Anwendung von thermischer Energie oder Ultraschallenergie, indem die Polymerzusammensetzungen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt geschmolzen werden. Wünschenswert wird eine Bindung erreicht, indem Bereiche des Laminats auf über den Schmelzpunkt der Materialien erwärmt werden, welche die Mantelkomponente der Fasern ausmachen, aus denen die erste äußere Lage 12 und die zweite äußere Lage 14 gebildet sind. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Barrierelage kann auch durch Anwendung von ausreichender Energie und ausreichendem Druck eine Erweichung und/oder ein Schmelzen der Polymerzusammensetzung im Barrierematerial erreicht werden. In der besonderen Ausführungsform von 4 umfassen die Bindepunkte 24 ein Muster von Ultraschallspotbindungen. Typischerweise bilden die Bindepunkt selbst nicht atmungsfähige Bereiche in der Folie. Wenn atmungsfähige Barrierelagen verwendet werden, ist es somit bevorzugt, dass die Bindungsfläche weniger als etwa 50% der Oberfläche des Laminats beträgt, und stärker bevorzugt von etwa 5 bis etwa 30% der Oberfläche. Ein Beispiel für ein Ultraschallbindemuster ist in 6 gezeigt, welches eine Bindungsfläche von etwa 10–20%, bevorzugt von etwa 18% erzeugt. Zahlreiche andere Bindemuster, wie etwa diejenigen, welche im vorstehenden Abschnitt der Definitionen in Bezug auf thermische Punktbindungen diskutiert sind, können jedoch ebenso in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung eines breiteren Spektrums von Materialien, während es ein UV-stabiles Laminat bereitstellt. Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein zusammenhängendes Material mit exzellenten Eigenschaften bereit, wie etwa einer erwünschten Kombination von hohen Barriereeigenschaften für Wasser, guter Atmungsfähigkeit und hoher Zugfestigkeit. Durch die Auswahl von Polymeren für die jeweiligen Mantelkomponenten und Folien, die ähnliche oder identische Schmelzpunkte aufweisen, erzeugt thermische Bindung und/oder Ultraschallbindung der mehreren Lagen verbesserte und gut definierte Bindungsflächen zwischen sowohl den Mantelkomponenten der äußeren Lagen als auch der Barrierelage. Die Mantelkomponenten und die Barrierelage können beispielsweise jeweils ähnliche Polymere umfassen, wie beispielsweise etwa verschiedene Polyethylenzusammensetzungen und/oder Gemische mit ähnlichen Schmelzpunkten. Zusätzlich wird davon ausgegangen, dass die vorliegende Erfindung ein verbessertes Laminat bereitstellt, mit einer überlegenen Kombination von UV-Stabilität und Beibehaltung der Festigkeit.
Unter Bezugnahme auf 7 ist eine Verarbeitungsanlage 30 zur Herstellung eines Laminats der vorliegenden Erfindung offenbart. Die Trichter 32a und 32b können mit den entsprechenden Polymerzusammensetzungen 33a und 33b gefüllt werden. Die Polymerkomponenten werden danach geschmolzen und durch die entsprechenden Extruder 34a und 34b durch die Polymerleitungen 36a und 36b und durch die Spinndüse 38 extrudiert. Spinndüsen sind dem Fachmann gut bekannt und umfassen im Allgemeinen ein Gehäuse, das einen Spinnpack enthält, der mehrere übereinander gestapelte Platten umfasst, mit einem Muster von Öffnungen, angeordnet um Strömungswege zu erzeugen, um die Polymerkomponenten wie gewünscht zu lenken. Sobald sich die extrudierten Filamente unterhalb der Spinndüse 38 erstrecken, schreckt ein Luftstrom aus dem Abschreckgebläse 40 die Bikomponentenfilamente 42 ab. Die Filamente 42 werden in eine Faserzieheinheit oder Ansaugevorrichtung 44 gezogen, und danach auf eine fortlaufende perforierte Oberfläche 46, mit Hilfe von Vakuum 48, wobei eine ungebundene Lage von spinngebundenen Bikomponentenfasern 50 gebildet wird. Die ungebundene Lage aus Bikomponentenfasern 50 kann leicht komprimiert werden, durch die Kompressionswalzen 52, und danach thermisch punktgebunden werden, durch die gemusterte Bindewalzenanordnung 54, wodurch eine erste Lage 56 aus gebundenen, spinngebundenen Bikomponentenfasern erzeugt wird. Der Fachmann wird erkennen, dass die spinngebundene Bahn zuvor hergestellt werden und auf eine Vorratswalze aufgewickelt werden und dem vorliegenden Verfahren zugeführt werden könnte. Der Barrierestoff 58 und die zweite Lage 60 aus gebundenem, spinngebundenem Bikomponentenmaterial können jeweils von entsprechenden Vorratsrollen 59 und 61 abgewickelt und auf die erste Lage 56 abgelegt werden, so dass die Barrierelage 58 zwischen den zwei spinngebundenen Lagen 56 und 60 positioniert ist. Die drei Lagen 56, 58 und 60 können durch den Spalt 64 der Führungswalzenanordnung 62 geführt werden. Die mehreren übereinander gelegten Materialien werden danach zwischen einem Schalltrichter 66 und einem gemusterten Amboss 68 hindurch geführt, um das Material mittels Ultraschall zu binden, wobei das zusammenhängende Laminat 70 gebildet wird. Bevorzugt ist die dickere Lage, typischerweise die erste äußere Lage 12 dem Ultraschalltrichter zugewandt, um mehr Schutz für die Barrierelage 16 bereitzustellen. Das Laminat 70 kann danach je nach Wunsch auf eine Wickelrolle (nicht gezeigt) aufgewickelt werden oder alternativ zu den gewünschten Abmessungen zerschnitten und/oder direkt in ein Produkt eingebaut werden.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung kann gemäß seiner vorgesehenen Anwendung geformt werden und in eine entsprechende Größe gebracht werden. Beispielsweise ist es in der Technik bekannt, Schutzabdeckungen bereitzustellen, die spezifisch hergestellt sind, so dass sie gut um den Gegenstand, der geschützt werden soll, passen. In dieser Hinsicht sind viele Schutzabdeckungen für Automobile spezifisch für bestimmte Kraftfahrzeuge, Lastwägen oder Kleinbusse ausgelegt. Es ist ebenfalls in der Technik bekannt, einen Outdoor-Stoff wie etwa Schutzstoffe bereitzustellen, der mehr als einen Stofftyp umfasst, um Bereiche mit unterschiedlichen funktionellen Eigenschaften bereitzustellen. Insbesondere ist es bekannt, einen Schutzstoff mit einem atmungsfähigen Anteil und einem nicht atmungsfähigen Anteil bereitzustellen. Die nicht atmungsfähigen Bereiche stellen typischerweise größere Barriereeigenschaften für Flüssigkeiten bereit, und sind somit ausgelegt um, wenn an Ort und Stelle, auf der Oberseite des Gegenstands positioniert zu sein, und die atmungsfähigen Bereiche sind dazu ausgelegt, in denjenigen Bereichen positioniert zu sein, die weniger für Undichtigkeit bei heftigem Niederschlag anfällig sind, wie etwa den Seiten. Obwohl derartige Konfigurationen in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, muss das nicht sein, aufgrund der exzellenten Kombination von Atmungsfähigkeit und Barriereeigenschaften für Flüssigkeiten, welche von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
Testverfahren
Hydrohead (Wassersäulenhöhe): Dieser Test misst die Flüssigkeitsbarriereeigenschaften eines Stoffs. Der Hydrohead-Test bestimmt die Höhe des Wassers oder die Höhe des Wasserdrucks (in Millibar), welcher der Stoff standhält, bevor Flüssigkeit durch ihn durchtritt. Ein Stoff mit einer höheren Hydrohead-Ablesung gibt einen Hinweis darauf, dass er eine größere Barriere gegen das Durchdringen von Flüssigkeit darstellt als ein Stoff mit einem geringeren Hydrohead. Der Hydrohead kann gemäß dem Federal Test Standard Nr. 191A, Methode 5514 ausgeführt werden. Die hierin angegebenen Hydrohead-Daten wurden durch einen dem zuvor genannten Federal Test Standard ähnlichen Test erhalten, außer dass dieser wie nachfolgend angegeben modifiziert wurde. Der Hydrohead wurde bestimmt unter Verwendung eines Wassersäulenhöhe-Testers, erhältlich von Marlo Enterprises, Inc., Concord, N.C. Die Probe wird einem standardisierten Wasserdruck ausgesetzt, der bei konstanter Rate erhöht wird bis das erste Anzeichen einer Undichtigkeit in drei verschiedenen Bereichen auf der Stoffoberfläche erscheinen. (Undichtigkeit am Rand neben den Klemmen wird außer Acht gelassen). Ungestützte Stoffe, wie etwa eine dünne Folie, können gestützt werden um ein vorzeitiges Reißen der Probe zu verhindern.
Die Wasserdampfübertragungsrate (WVTR) oder Feuchtigkeitsdampfübertragungsrate (MVTR) für die Probenmaterialien wurde gemäß ASTM Standard E96-80 berechnet. Runde Proben mit drei Zoll im Durchmesser wurden aus jedem der Testmaterialien und einer Kontrollprobe geschnitten, die ein Stück CELGARD^TM 2500 Folie von Hoechst Celanese Corporation, Sommerville, New Jersey war. Die Folie CELGARD^TM 2500 ist eine mikroporöse Polypropylenfolie. Drei Proben wurden für jedes Material hergestellt. Die Testschale war eine Nummer 60-1 Vapometer Pfanne, die von Thwing-Albert Instrument Company, Philadelphia, Pennsylvania, vertrieben wird. Einhundert Milliliter Wasser wurden in jede Vapometer-Pfanne geleert, und einzelne Proben der Testmaterialien und des Kontrollmaterials wurden über die offenen Oberseiten der einzelnen Pfannen gelegt. Aufschraubflansche wurden festgezogen, um eine Abdichtung entlang der Kanten der Pfanne zu bilden, wodurch das beteiligte Testmaterial oder Kontrollmaterial der Umgebungsatmosphäre über einem Kreis mit einem Durchmesser von 6,5 Zentimetern ausgesetzt bleibt, der eine exponierte Fläche von ungefähr 33,17 Zentimetern aufweist. Die Pfannen wurden bei 100°F (32°C) für 1 Stunde in einen Umluftofen gegeben, um zu äquilibrieren. Der Ofen war ein Konstanttemperaturofen, bei dem externe Luft durchzirkulierte, um eine Wasserdampfansammlung im Inneren zu verhindern. Ein geeigneter Umluftofen ist zum Beispiel ein Blue M Power-O-Matic 60 Ofen, der vertrieben wird von Blue M. Electric Company, Blue Island, Illinois. Nach erfolgter Herstellung des Gleichgewichtes wurden die Pfannen aus dem Ofen entfernt, gewogen und sofort in den Ofen zurückgegeben. Nach 24 Stunden wurden die Pfannen aus dem Ofen entfernt und wieder gewogen. Die vorläufigen Testwerte für die Wasserdampfübertragungsrate wurden mit der Gleichung (I) nachstehend berechnet: Test-WVTR = (Gramm Gewichtsverlust über 24 Stunden) × 315,5 g/m2/24 Stunden (I)
Die relative Feuchtigkeit innerhalb des Ofens wurde nicht spezifisch gesteuert.
Unter den vorherbestimmten Anlagebedingungen von 100°F (32°C) und relativer Feuchtigkeit der Umgebung war die WVTR für die CELGARD^TM 2500 Kontrolle als 5000 Gramm pro Quadratmeter während 24 Stunden definiert. Dementsprechend wurde die Kontrollprobe mit jedem Test mitgeführt, und die vorläufigen Testwerte wurden auf Anlagebedingungen korrigiert unter Verwendung der Gleichung (II) nachstehend: WVTR = (Test-WVTR/Kontroll-WVTR) × (5000 g/m2/24 Stunden) (II)
Berstfestigkeit (Mullen burst): Dieser Test misst die Beständigkeit von Textilstoffen gegenüber Bersten bzw. Zerreissen unter der Einwirkung von hydraulischem Druck. Die Berstfestigkeit ist definiert als der hydrostatische Druck, welcher erforderlich ist, einen Stoff zu bersten, durch Ziehen bzw. Strecken (distending) mit einer Kraft, angewandt durch ein Gummidiaphragma, im rechten Winkel zur Ebene des Stoffs. Dieses Verfahren misst die Berstfestigkeit (bursting strength) von bis zu 0,6 mm dicken Produkten, welche eine Berstfestigkeit von bis zu etwa 200 Pfund pro Quadratzoll aufweisen. Der Druck wird erzeugt durch Drücken einer Flüssigkeit (Glyzerin) in eine Kammer bei einer Geschwindigkeit von 95 ± 5 ml/min. Die Probe, welche zwischen Ringklammern gehalten wird, wird einem steigenden Druck in einer gesteuerten Geschwindigkeit ausgesetzt bis die Probe reißt. Die Berstfestigkeit wird in Pfund angegeben. Dieses Verfahren richtet sich nach dem offiziellen TAPPI-Standard T-403 os-76, mit Ausnahme, dass die Probengrösse 5 Zoll (12,6 cm) im Quadrat beträgt und zehn Proben getestet werden. Die verwendete Testausrüstung ist ein Motor-betriebener Mullen-Berstfestigkeitstester von B.G. Perkins & Son Inc., G.P.O. 366, Chicopee, MA 01021 oder von Testing Machines Inc., 400 Bayview Ave., Amityville, NY 11701. Die Probe sollte vor Testdurchführung auf ASTM – Bedingungen von 65 ± 2 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und 72 ± 2°F (22 ± 1 °C) oder TAPPI-Bedingungen von 50 ± 2 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und 72 ± 1,8°F konditioniert werden.
Grab-Zugfestigkeitstest (Grab Tensile Test): Der Grab-Zugfestigkeitstest ist ein Maß für die Bruchfestigkeit und Dehnung oder Streckung eines Stoffes, wenn er einer einseitig gerichteten Spannung ausgesetzt wird. Dieser Test ist in der Technik bekannt und entspricht den Spezifikationen von Methode 5100 des Federal Test Methods Standards Nr. 191A. Die Ergebnisse werden in Pfund oder Gramm beim Bruch und in Prozent Dehnung vor dem Bruch ausgedrückt. Höhere Zahlen geben einen stärkeren, dehnbareren Stoff an. Der Begriff "Last" bezeichnet die Maximallast oder -kraft, ausgedrückt in Gewichtseinheiten, die zum Brechen oder Reißen der Probe in einem Zugfestigkeitstest erforderlich ist. Der Begriff "Gesamtenergie" bezeichnet die Gesamtenergie unter einer Last gegenüber einer Dehnungskurve, ausgedrückt in Gewicht-Längen-Einheiten. Der Begriff "Dehnung" bezeichnet die Zunahme in der Länge einer Probe während eines Zugfestigkeitstests. Der Grab-Zugfestigkeitstest verwendet zwei Klammern, wovon jede zwei Klemmbacken aufweist und jede Klemmbacke eine Klemmfläche in Kontakt mit der Probe aufweist. Die Klemmen halten das Material in der gleichen Ebene, üblicherweise vertikal, in einem Abstand von 3 Zoll (76 mm), und sie bewegen sich mit einer spezifizierten Dehnungsrate auseinander. Werte für Grab-Zugfestigkeit und Grab-Dehnung werden unter Verwendung einer Probengröße von 4 Zoll (102 mm) mal 6 Zoll (152 mm), einer Backenklemmfläche von einem Zoll (25 mm) mal einem Zoll, und einer konstanten Dehnungsrate von 300 mm/min erhalten. Die Probe ist breiter als die Klemmbacken, um Ergebnisse zu erhalten, die für eine effektive Festigkeit der Fasern in der geklemmten Breite, kombiniert mit einer zusätzlichen Festigkeit, die von benachbarten Fasern in dem Stoff beigetragen wird, repräsentativ sind. Die Probe wird zum Beispiel in einer Sintech 2 Testvorrichtung, erhältlich von der Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Cary, NC 27513, einem Instron Modell TM, erhältlich von Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021, oder einem Thwing-Albert Modell INTELLECT II, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154, getestet. Dies simuliert annähernd die Belastungsbedingungen für einen Stoff bei der tatsächlichen Verwendung. Ergebnisse werden angegeben als ein Mittelwert von mehreren Proben und können mit der Probe in der Maschinenquerrichtung (CD) oder der Maschinenlaufrichtung (MD) durchgeführt werden.
Strip-Zugfestigkeit (Strip Tensile): Der Strip-Zugfestigkeitstest ist ähnlich zum Grab-Zugfestigkeitstest und misst die Spitzenlast und Bruchlast und die prozentuale Spitzen- und Bruchdehnung eines Stoffs. Dieser Test misst die Last (Festigkeit) in Gramm und die Dehnung in Prozent. Im Strip-Zugfestigkeitstest werden zwei Klammern, wovon jede zwei Klemmbacken aufweist und jede Klemmbacke eine Klemmfläche in Kontakt mit der Probe aufweist, verwendet, welche das Material in der gleichen Ebene, üblicherweise vertikal, in einem Abstand von 3 Zoll halten, und sich mit einer spezifizierten Dehnungsrate auseinander bewegen. Werte für Strip-Zugfestigkeit und Strip-Dehnung werden unter Verwendung einer Probengröße von 3 Zoll mal 6 Zoll, einer Backenklemmfläche von 1 Zoll Höhe mal 3 Zoll Breite, und einer konstanten Dehnungsrate von 300 mm/min erhalten. Die Sintech 2 Testvorrichtung, erhältlich von der Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Cary, NC 27513, das Instron Modell TM, erhältlich von Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021, oder ein Thwing-Albert Modell INTELLECT II, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154, können für diesen Test verwendet werden. Ergebnisse werden angegeben als ein Mittelwert von mehreren Proben und können mit der Probe in der Maschinenquerrichtung (CD) oder der Maschinenlaufrichtung (MD) durchgeführt werden.
Trap-Reißfestigkeitstest (Trap Teat Test): Der Trapez- oder "Trap-" Reißfestigkeitstest ist ein Spannungstest, der sowohl bei Geweben als auch bei Vliesstoffen anwendbar ist. Die gesamte Breite der Probe wird zwischen Klemmen erfasst, und somit misst der Test vorwiegend die Bindung oder Verknüpfung und Festigkeit der einzelnen Fasern direkt in der Zuglast, anstelle der Festigkeit der zusammengesetzten Struktur des Stoffs insgesamt. Die Prozedur ist nützlich, um eine Abschätzung zu erhalten, wie relativ leicht ein Stoff reißt. Sie ist besonders in der Bestimmung einer nennenswerten Differenz in der Festigkeit zwischen der Maschinenlaufrichtung und der Maschinenquerrichtung des Stoffs nützlich. Bei der Ausführung des Trap-Reißfestigkeitstests wird eine Kontur eines Trapezes auf eine 3 mal 6 Zoll (75 mal 152 mm) Probe gezogen, wobei die längere Abmessung in Testrichtung liegt, und die Probe wird in Form des Trapezes geschnitten. Das Trapez hat eine 4 Zoll (102 mm) Seite und eine 1 Zoll (25 mm) Seite, die parallel liegen, und die 3 Zoll (76 mm) voneinander getrennt sind. Ein kleiner vorbereitender Schnitt von 5/8 Zoll (15 mm) wird in der Mitte der kürzeren der parallelen Seiten ausgeführt. Die Probe wird zum Beispiel in einem Instron Modell TM, erhältlich von der Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, MA 02021, oder einem Thwing-Albert Modell INTELLECT II, erhältlich von der Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Phila., PA 19154, eingeklemmt, die 3 Zoll (76 mm) lange parallele Klemmen haben. Die Probe wird entlang der nicht parallelen Seiten des Trapezes so eingeklemmt, dass der Stoff an der längeren Seite locker ist und der Stoff entlang der kürzeren Seite gespannt ist, wobei sich der Schnitt in der Mitte zwischen den Klemmen befindet. Auf die Probe wird eine kontinuierliche Last ausgeübt, so dass sich der Riss über die Probenbreite fortsetzt. Es sollte festgehalten werden, dass die längere Richtung die Testrichtung ist, obwohl der Riss senkrecht zu der Länge der Probe liegt. Die Kraft, die zum vollständigen Zerreißen der Probe erforderlich ist, wird in Pfund aufgezeichnet, wobei höhere Zahlen einen größeren Widerstand gegenüber dem Reißen angeben. Die verwendete Testmethode entspricht dem ASTM Standardtest D1117-14 mit der Ausnahme, dass die Reißlast als Durchschnitt der ersten und höchsten aufgezeichneten Spitzen berechnet wird, anstatt der niedrigsten und höchsten Spitzen. Mehrere Proben sollten für jedes Probemuster getestet werden.
Südflorida-Test (South Florida Test): Dieser Test wird durchgeführt, indem der Stoff ohne eine Unterlage in Miami, Florida, der Sonne ausgesetzt wird. Die Proben sind nach Süden ausgerichtet, in einem Winkel von 45°. Jeder Zyklus wird abgeschlossen mit einem modifizierten Zugfestigkeitstest in Pfund, um die Verschlechterung oder Veränderung der Festigkeit des Stoffs zu messen. Dies liefert ein Maß für die Haltbarkeit des Stoffs.
Beispiel 1
Eine erste Vliesbahn aus kontinuierlichen, spinngebundenen 50/50 Mantel/Kern-Fasern wurde hergestellt, mit einer Mantelkomponente aus Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (Dow 6811a LLDPE), enthaltend 1,25% Lichtstabilisator aus gehindertem Amin (CHIMASSORB 119 von Ciba-Geigy) und 1 % Graupigment. Das Pigment umfasste Titandioxid (DuPont R960), Chinacridon Magenta (Sun Chemical 448-0010), Phthalofarbton Blau/Rot (Sun Chemical 448-0748) und Rußschwarz (Cabot Regal 660). Die Kernkomponente der Faser umfasste Polypropylen (Exxon 3445), enthaltend etwa 1,25% Lichtstabilisator aus gehindertem Amin (CHIMASSORB 944 von Ciba-Geigy). Die Bahn aus spinngebundenen Fasern wurde danach mit einem Muster gebunden, mit einem Drahtgewebemuster, wobei eine integrierte Vliesbahn aus Bikomponentenfasern mit einem Flächengewicht von etwa 2,5 osy gebildet wurde. Eine zweite Vliesbahn aus kontinuierlichen, spinngebundenen 50/50 Mantel/Kern-Fasern wurde hergestellt, mit einer Mantelkomponente aus Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (Dow 6811a LLDPE), enthaltend 1,25% Lichtstabilisator aus gehindertem Amin (CHIMASSORB 119 von Ciba-Geigy) und 1 % Graupigment. Die Kernkomponente der Faser umfasste Nylon-6 (Nyltech 2169), enthaltend etwa 1,25% Lichtstabilisator aus gehindertem Amin (CHIMASSORB 944 von Ciba-Geigy). Die Bahn aus spinngebundenen Fasern wurde danach mit einem Muster gebunden, mit einem Drahtgewebemuster, wobei eine integrierte Vliesbahn aus Bikomponentenfasern mit einem Flächengewicht von etwa 1,2 osy gebildet wurde. Zwischen die erste und die zweite Vlieslage wurde eine Barrierelage angeordnet und mittels Ultraschall mit dem in 6 gezeigten Muster gebunden. Die Barrierelage umfasste eine 1 Millizoll mikroporöse Folie aus Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur (LLDPE) mit etwa 1,5% CHIMASSORB 944 UV-Stabilisator von Ciba-Geigy, die mit etwa 50 Gew.-% CaCO3 gefüllt war, und sowohl in der Maschinenlaufrichtung als auch der Maschinenquerrichtung gestreckt worden war. Das resultierende Laminat umfasste einen 4,6 osy Stoff mit den nachfolgenden Eigenschaften: Bauschigkeit 0,04 Zoll, Wassersäulenhöhe > 200 mbar, WVTR 3465, Mullen-Berstfestigkeit 93 psi, Zugfestigkeit in Maschinenlaufrichtung (MD) 114 lbs, Zugfestigkeit in Maschinenquerrichtung (CD) 81 lbs, Trap-Reißfestigkeit in MD 46 lbs, Trap-Reißfestigkeit in CD 26 lbs.

Claims

Outdoor-Stofflaminat, umfassend: eine erste Lage aus Mehrkomponentenfasern mit einer Mantel/Kern-Konfiguration, wobei die Mantelkomponente eine Polyethylenpolymerzusammensetzung umfasst und die Kernkomponente eine Polypropylenpolymerzusammensetzung umfasst, eine wasserundurchlässige Barrierelage, und eine zweite Lage aus Mehrkomponentenfasern, umfassend eine erste Polyethylenkomponente und eine zweite Polyamidkomponente, und wobei die wasserundurchlässige Barrierelage zwischen der ersten und der zweiten Mehrkomponentenfaserlage positioniert ist.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, wobei die Mehrkomponentenfasern der ersten Lage eine Mantel/Kern-Konfiguration aufweisen, wobei das Volumenverhältnis der Mantelkomponente zu der Kernkomponente zwischen 75/25 und 25/75 beträgt.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, wobei die Mehrkomponentenfasern eine Mantel/Kern-Konfiguration aufweisen, wobei das Volumenverhältnis der Mantelkomponente zu der Kernkomponente etwa 50/50 beträgt.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 2, wobei die Mantelkomponente der Mehrkomponentenfasern der ersten Lage ein Polyethylenpolymer und einen Stabilisator aus gehindertem Amin umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 4, wobei die Mehrkomponentenfasern der zweiten Lage ein Mantel/Kern-Konfiguration aufweisen.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 5, wobei die Kernkomponente der Mehrkomponentenfasern der zweiten Lage Nylon umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, wobei das Laminat ein Muster von Punktbindungen und eine Wassersäulenhöhe von mindestens 80 mbar hat.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 6, wobei die Polyethylenpolymerzusammensetzung der zweiten Mehrkomponentenfasern ein Polyethylenpolymer und ein gehindertes Amin umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine dritte Lage aus Mehrkomponentenfasern, wobei die erste und die dritte Lage zueinander benachbart positioniert sind.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 9, wobei die dritte Lage aus Mehrkomponentenfasern Mantel/Kern-Fasern umfasst, wobei die Mantelkomponente eine Polyethylenpolymerzusammensetzung umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, wobei die Barrierelage eine schmelzgeblasene Polyolefinbahn mit einem Flächengewicht von mindestens 0,3 Unzen pro Quadratyard umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, wobei die Barrierelage eine atmungsfähige Folie umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 12, wobei die atmungsfähige Folie eine mikroporöse Polyolefinfolie umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 13, wobei die atmungsfähige Folie eine mikroporöse Polyethylenfolie umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 12, wobei die mikroporöse Polyolefinfolie eine mehrlagige Folie mit einer äußeren Polyethylenlage umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 14, wobei die mikroporöse Folie eine mehrlagige gefüllte Folie umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 12, wobei die atmungsfähige Folie eine mikroporöse Folie, umfassend mindestens etwa 35 Gew.-% Füllstoffpartikel und eine Polyethylenpolymerzusammensetzung umfasst, und wobei das Laminat weiterhin punktgebunden ist.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 17, wobei die Polyethylenpolymerzusammensetzung der atmungsfähigen Folie ein Polyethylenpolymer und zwischen etwa 0,5 und etwa 3,0 Gew.-% eines Stabilisators aus gehindertem Amin umfasst.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 13, wobei die erste Lage aus Mehrkomponentenfasern ein höheres Flächengewicht als die zweite Lage aus Mehrkomponentenfasern aufweist.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 9, wobei die erste und die dritte Lage aus Mehrkomponentenfasern zusammen genommen ein höheres Flächengewicht aufweisen als das Flächengewicht der zweiten Lage aus Mehrkomponentenfasern.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 4, wobei der Stabilisator aus gehindertem Amin 0,5 bis etwa 3,0 Gew.-% der Polyethylenpolymerzusammensetzung umfasst und eine Formel
aufweist, worin R
ist.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 1, wobei das Laminat mittels Ultraschall gebunden ist.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 9, wobei das Laminat mittels Ultraschall gebunden ist.
Outdoor-Stoff nach Anspruch 17, wobei das Laminat mittels Ultraschall gebunden ist.