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Dokumentenidentifikation DE69515338T2 30.11.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0800456
Titel Nichtgewobenes Mehrschichtvlieslaminat
Anmelder Kimberly-Clark Worldwide, Inc., Neenah, Wis., US
Erfinder COHEN, Bernard, Berkeley Lake, US
Vertreter Diehl, Glaeser, Hiltl & Partner, 80333 München
DE-Aktenzeichen 69515338
Vertragsstaaten BE, DE, ES, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 21.12.1995
EP-Aktenzeichen 959443623
WO-Anmeldetag 21.12.1995
PCT-Aktenzeichen US9516699
WO-Veröffentlichungsnummer 9620833
WO-Veröffentlichungsdatum 11.07.1996
EP-Offenlegungsdatum 15.10.1997
EP date of grant 01.03.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.11.2000
IPC-Hauptklasse B32B 27/32
IPC-Nebenklasse D04H 13/00   A41D 13/02   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Overall, der aus einem nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminat gebildet ist. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung Schutzkleidung.

Es gibt viele Arten von Schutzkleidung für eine einmalige oder mehrmalige Verwendung, die zur Lieferung von Sperreigenschaften entwickelt sind. Eine. Art einer Schutzkleidung sind schützende Einwegoveralls wie zum Beispiel der Overall, der im US Patent Nr. 4,670,913 beschrieben ist.

Overalls können zur derartigen wirksamen Abschirmung eines Trägers gegenüber einer schädlichen Umwelt verwendet werden, wie es durch offene oder mantelartige Schutzkleidung wie zum Beispiel Behänge, Mäntel und Ähnliches nicht möglich ist. Demgemäß weisen Overalls viele Anwendungen auf, wo eine Isolation des Trägers wünschenswert ist.

Schutzkleidung sollte flüssigkeitsbeständig sein. Aus einer Vielzahl an Gründen ist es unerwünscht, daß Flüssigkeiten oder Krankheitserreger, die von Flüssigkeiten getragen werden können, durch eine Kleidung durchtreten und mit Personen in Kontakt treten, die in einer Umgebung arbeiten, wo Krankheitserreger vorliegen.

In gleicher Weise ist es höchst wünschenswert, Personen gegenüber schädlichen Substanzen zu isolieren, die an einer Arbeitsstelle oder Unfallstelle vorliegen können. Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, daß die Schutzkleidung richtig getragen wird, wodurch die Möglichkeit einer Ausgesetztheit vermindert wird, hätten Arbeiter vom Tragen einer Schutzkleidung Nutzen, die für Flüssigkeiten und/oder Teilchen relativ undurchlässig und beständig ist, die aber trotzdem bequem ist, damit sie nicht die Leistung des Arbeiters vermindert. Nach der Verwendung ist es üblicherweise ziemlich kostenaufwendig, die Schutzkleidung zu ent giften, die einer schädlichen oder gefährlichen Substanz ausgesetzt war. Es ist daher wichtig, daß Schutzkleidung preiswert ist, damit sie einmalig verwendbar ist.

Allgemein gesprochen ist es wünschenswert, daß Einwegschutzkleidung aus Textilien hergestellt wird, die für Flüssigkeiten und/oder Teilchen relativ undurchlässig sind. Diese sperrenden Textilien müssen ebenso für die Herstellung einer schützenden Kleidung zu so geringen Kosten geeignet sein, die das Ablegen nach nur einer einzigen Verwendung ökonomisch machen.

Eine derartige Einwegschutzkleidung, die allgemein aus nichtgewobenen Vlieslaminaten hergestellt wird, um sicherzustellen, daß sie kostengünstig einmalig verwendbar sein können, sind Overalls, die unter dem Handelsnamen Kleenguard® der Kimberley-Clark Corporation verkauft werden. Diese Overalls werden aus einem nichtgewobenen Dreischichtvliesmaterial hergestellt. Die zwei äußeren Schichten werden aus gesponnenen Polypropylenfasern gebildet, und die innere Schicht wird aus mikrofeinen, schmelzgeblasenen Polypropylenfasern gebildet. Die äußeren, gesponnenen Schichten liefern robuste, haltbare und abriebbeständige Oberflächen. Die innere Schicht ist nicht wasserabweisend, wirkt aber als atmungsaktiver Sperrfilter, der die Luft und den Wasserdampf durch die Textilmasse treten läßt, während viele schädliche Teilchen gefiltert werden.

In manchen Fällen kann das Material, aus dem Schutzkleidung gebildet wird, eine Filmschicht oder ein Filmlaminat umfassen. Während das Bilden von Schutzkleidung aus einem Film das Durchdringen von Teilchen durch die Masse der Schutzkleidung verbessern kann, können derartige Film- oder filmbeschichtete Materialien ebenso das Durchdringen von Luft und Wasserdampf durch dieses verhindern. Allgemein wird Schutzkleidung, die aus Materialien gebildet wird, die keinen genügenden Luft- und Wasserdampfdurchtritt durch diese ermöglichen, unangenehm für das korrekte Tragen über eine lange Zeitdauer.

Aus US-A-5,306,534 ist ein wiederverwendbarer Staubsauger bekannt, der ein Komposit aus nichtgewobenen Materialien umfaßt, wobei der Komposit zwei Schichten gesponnener Fasern umfaßt und zumindest eine Schicht an schmelzgeblasenen Fasern, die dazwischen angeordnet ist. Die Schichten der schmelzgeblasenen Fasern können glimmentladungsbehandelt sein, um die Filtereigenschaften des schmelzgeblasenen Vlieses zu verbessern.

Während so in manchen Fällen Film- oder filmbeschichtete Materialien im Vergleich zu nichtgewobenen Textillaminaten verbesserte Sperreigenschaften für Teilchen liefern können, liefern nichtgewobene Textillaminate größeren Tragekomfort. Daher besteht ein Bedarf an einer preiswerten Einwegschutzkleidung und genauer an einer preiswerten Einwegschutzkleidung, die aus einer nichtgewobenen Textilie gebildet wird, die verbesserte Sperreigenschaften für Teilchen liefert, während sie ebenso atmungsaktiv ist und so beim korrekten Tragen über eine lange Zeitdauer bequem ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Probleme zu überwinden und dem obigen Bedarf an einer Schutzkleidung entgegenzukommen, die aus einer nichtgewobenen Textilie mit verbesserten Schutzeigenschaften für Teilchen gebildet wird.

Diese Aufgabe wird durch den Overall gelöst, der aus einem nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminat gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und dem Overall gemäß Anspruch 7 gebildet wird.

Die Ansprüche sollen als eine erste nicht begrenzende Annäherung zur Bestimmung der Erfindung in allgemeinen Ausdrücken verstanden werden. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung ersichtlich.

Genauer liefert die vorliegende Erfindung Schutzkleidung, die aus nichtgewobenen Materialien mit verbesserten Sperreigenschaften für Teilchen gebildet wird.

Die vorliegende Erfindung liefert einen Overall, der aus einem nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminat gebildet wird. Gemäß einem Aspekt umfaßt der Overall der vorliegenden Erfindung ein nichtgewobenes Vlieslaminat, das eine Schicht umfaßt, die aus gesponnen Fasern gebildet wird, und eine Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird, wobei zumindest eine der Schichten einer Glimmentladung unterworfen wird. In einer Ausführung wird die Schicht einer Glimmentladung unterworfen, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt umfaßt der Overall der vorliegenden Erfindung ein nichtgewobenes Vlieslaminat, das zwei Schichten umfaßt, die aus gesponnen Fasern gebildet werden. Die zwei Schichten, die aus gesponnenen Fasern gebildet werden, werden durch eine Schicht getrennt, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird. Das nichtgewobene Vlieslaminat dieser Ausführung kann einer Glimmentladung unterworfen werden, oder es können einzelne Schichten wie die Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird, einer Glimmentladung unterzogen werden.

Ausführungen gemäß dieser Aspekte veranschaulichen die verbesserte Filtrationseffizienz für Partikel im Vergleich zu ähnlich gebildeten nichtgewobenen Vlieslaminaten, die nicht einer Glimmentladung unterzogen wurden. Genauer sind die Prozent Verbesserung der Filtrationseffizienz für Partikel für die glimmentladungsbehandelten, nichtgewobenen Vlieslaminaten für Teilchen im Größenbereich von 0,19 um bis 0,3 um im Vergleich mit den nicht glimmentladungsbehandelten, nichtgewobenen Vlieslaminaten zumindest etwa 85. Die Prozent Verbesserung der Filtrationseffizienz für Partikel für glimmentladungsbehandelte, nichtgewobene Vlieslaminate sind für Teilchen im Größenbereich von 0,3 um bis 0,5 um im Vergleich zu den nicht glimmentladungsbehandelten, nichtgewobenen Vlieslaminaten zumindest etwa 29.

Desweiteren werden die oben beschriebenen Verbesserungen der Filtrationseffizienz für Partikel ohne die Notwendigkeit der Bildung einer wesentlich höheren Ladung auf der Oberfläche oder den Oberflächen der nichtgewobenen Vlieslaminate erreicht, als vor der Glimmentladungsbehandlung vorlag.

Wie er hier verwendet wird, betrifft der Ausdruck "nicht- gewobenes Vlies" ein Vlies, das eine Struktur einzelner Fasern oder Fäden aufweist, die verbunden sind, aber nicht auf erkennbar wiederholte Art.

Wie er hier verwendet wird, betrifft der Ausdruck "gesponnene Fasern" Fasern mit geringem Durchmesser, die durch Extrudieren eines geschmolzenen, thermoplastischen Materials als Fäden aus einer Vielzahl an feinen, üblicherweise kreisförmigen Kapillaren einer Spinndüse gebildet werden, wobei der Durchmesser der extrudierten Fäden dann schnell verringert wird wie zum Beispiel im US Patent Nr. 4,340,563 von Appel et al. und US Patent Nr. 3,692,618 von Dorschner et al., US Patent Nr. 3,802,817 von Matsuki et al., US Patenten Nr. 3,338,992 und 3,341,394 von Kinney, US Patenten Nr. 3,502,763 und 3,909,009 von Levy und US Patent Nr. 3,542,615 von Dobo et al.

Gesponnene Fasern sind allgemein kontinuierlich und größer als 7 um, genauer mit einem durchschnittlichen Durchmesser von mehr als 10 um.

Wie er hier verwendet wird, betrifft der Ausdruck "schmelz geblasene Fasern" Fasern, die durch Extrudieren eines geschmolzenen, thermoplastischen Materials durch eine Vielzahl an feinen, üblicherweise kreisförmigen Düsenkapillaren als geschmolzene Strahlen oder Fäden in einem üblicherweise geheizten Gasstrom (z. B. Luft) hoher Geschwindigkeit gebildet werden, der die Fäden des geschmolzenen thermoplastischen Materials zur Verminderung ihrer Durchmesser verdünnt, was bis zum Durchmesser einer Mikrofaser sein kann. Danach werden die schmelzgeblasenen Fasern durch den Gasstrom hoher Geschwindigkeit getragen und auf einer Sammeloberfläche abgelagert zur Bildung eines Vlieses mit zufällig verteilten, schmelzgeblasenen Fasern. Das Schmelzblasen ist im Fach gut bekannt und wird zum Beispiel im US Patent Nr. 3,849,241 von Buntin, US Patent Nr. 4,307,143 von Meitner et al., und US Patent Nr. 4,707,398 von Wisneski et al. beschrieben.

Schmelzgeblasene Fasern sind Mikrofasern, deren Durchmesser allgemein geringer als 10 um ist.

Wie er hier verwendet wird, betrifft der Ausdruck "mikrofeine Fasern" oder "Mikrofasern" Fasern mit geringem Durchmesser mit einem durchschnittlichem Durchmesser von nicht mehr als etwa 100 um, zum Beispiel mit einem Durchmesser von etwa 0,5 um bis etwa 50 um, genauer können Mikrofasern ebenso einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1 um bis etwa 20 um aufweisen. Mikrofasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 3 um oder weniger werden allgemein als ultrafeine Mikrofasern bezeichnet. Eine Beschreibung eines Beispielverfahrens zur Herstellung von ultrafeinen Mikrofasern kann zum Beispiel im US Patent Nr. 5,213,881 mit dem Titel "A Nonwoven Web With Improved Barrier Properties" gefunden werden.

Polymere sind gut geeignet für die Bildung von nichtgewobenen Vliesen, die in der Praxis der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, Nichtgewobene Vliese können in einer Viel zahl an Verfahren einschließlich Luftlegeverfahren, Naßlegeverfahren, Naßverfilzungsverfahren, Spinnen, Schmelzblasen, Stapelfaserkardieren und Binden, und Spinnen aus Lösungen hergestellt werden, sind aber nicht darauf begrenzt. Die Fasern, die diese nichtgewobenen Vliese bilden können, werden aus einer Vielzahl an dielektrischen Materialien einschließlich Polyester, Polyolefine, Nylon und Kopolymere dieser Materialien hergestellt, sind aber nicht darauf begrenzt. Die Fasern können relativ kurze Fasern mit Stapellänge, typischerweise geringer als 7,62 cm (3 Inch) oder längere, kontinuierlichere Fasern sein, wie sie in einem Spinnverfahren hergestellt werden.

Es wurde entdeckt, daß nichtgewobene Vliese, die aus Fasern auf Thermoplastenbasis und insbesondere aus Fasern auf Polyolefinbasis für die obigen Anwendungen insbesondere gut geeignet sind. Beispiele derartiger Fasern umfassen gesponnene Fasern und schmelzgeblasene Fasern. Beispiele derartiger nichtgewobenen Vliese, die aus derartigen Fasern gebildet wurden, sind die nichtgewobenen Vliese aus Polypropylen, die vom offiziellen Bevollmächtigten Kimberley-Clark Corporation hergestellt werden.

Die Overalls der vorliegenden Erfindung umfassen ein nicht- gewobenes Mehrschichtvlieslaminat. In einer Ausführung umfaßt das nichtgewobene Mehrschichtvlieslaminat zumindest eine Schicht, die aus gesponnenen Fasern gebildet wird, und eine weitere Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird, wie ein nichtgewobenes, gesponnenes/schmelzgeblasenes (SM) Vlieslaminat. In einer weiteren Ausführung umfaßt das nichtgewobene Mehrschichtvlieslaminat zumindest eine Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet wird, die zwei Schichten trennt, die aus gesponnenen Fasern gebildet werden, wie ein nichtgewobenes, gesponnenes/schmelzgeblasenes/gesponnenes (SMS) Vlieslaminat. Beispiele dieser nichtgewobenen Vlieslaminate werden im US Patent Nr. 4,041,203 von Brock et al., US Patent Nr. 5,169,706 von Collier et al. und US Patent Nr. 4,374,888 von Bornslaeger offenbart. Das nichtgewobene SMS Vlieslaminat kann hergestellt werden, indem nacheinander auf einem sich bewegenden, formgebenden Band zuerst eine gesponnene Textilschicht, dann eine schmelzgeblasene Textilschicht und zuletzt eine weitere gesponnene Textilschicht abgelagert werden, und das Laminat dann auf eine oben beschriebene Art gebunden wird. Andernfalls können die Textilschichten einzeln hergestellt werden, auf Walzen gesammelt werden und in einem getrennten Bindungsschritt verbunden werden. Derartige Textilien weisen üblicherweise ein Basisgewicht von etwa 3 bis 400 Gramm pro Quadratmeter (g/m²) (0,1 bis 12 Unzen pro Quadratyard (osy) oder genauer etwa 25 bis 100 g/m² (0,75 bis etwa 3 osy) auf.

Nichtgewobene Mehrschichtvlieslaminate können allgemein während der Herstellung auf irgendeine Art gebunden werden, um ihnen genügend strukturelle Beständigkeit zu geben, damit sie den Beanspruchungen der weiteren Verarbeitung zum Endprodukt widerstehen. Das Binden kann auf mehrere Arten wie Hydroverfilzen, Nadeln, Ultraschallbinden, Klebebinden und thermisches Binden durchgeführt werden.

Ultraschallbinden wird zum Beispiel durchgeführt, indem das nichtgewobene Mehrschichtvlieslaminat zwischen einem Ultraschallhorn und einer Amboßwalze durchtritt, wie im US Patent 4,374,888 von Bornslaeger dargestellt wird.

Das thermische Binden eines nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminats kann durchgeführt werden, indem es zwischen den Walzen einer Kalandriermaschine durchtritt. Zumindest eine der Walzen des Kalanders wird erhitzt, und zumindest eine der Walzen, nicht notwendigerweise dieselbe wie die erhitzte, weist ein Muster auf, das in das Laminat gedruckt wird, während es zwischen den Walzen durchtritt. Während die Textilie zwischen den Walzen durchtritt, wird sie sowohl Druck als auch Hitze unterworfen. Die Kombination von Hitze und Druck, die in einem bestimmten Muster angewendet wird, ergibt die Bildung geschmolzener Bindungsflächen im nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminat, wobei die Bindungen darauf dem Muster der Bindungspunkte auf der Kalandrierwalze entsprechen.

Es wurden unterschiedliche Muster für Kalandrierwalzen entwickelt. Ein Beispiel ist das Hansen-Pennings Muster mit etwa 10 bis 25% Bindungsfläche mit etwa 15,5 bis 77,5 Bindungen/Quadratzentimeter (100 bis 500 Bindungen/Quadrat- inch), wie im US Patent 3,855,046 von Hansen und Pennings gelehrt wird. Ein weiteres übliches Muster ist ein Diamantmuster mit sich wiederholenden und leicht versetzten Diamanten.

Die genaue Kalandriertemperatur und der Druck zum Binden des nichgewobenen Mehrschichtvlieslaminats hängen vom (von den) Thermoplasten ab, aus dem (denen) das nichtgewobene Vlies gefertigt ist. Allgemein liegen die bevorzugten Temperaturen für nichtgewobene Mehrschichtvlieslaminate, die aus Polyolefinen gebildet werden, zwischen 66 und 177ºC (150 und 350ºF), und der Druck liegt zwischen 525 und 1750 N/cm (300 und 1000 Pfund pro laufendem Inch). Genauer liegen die bevorzugten Temperaturen für Polypropylen zwischen 132 und 160ºC (270 und 320ºF), und der Druck liegt zwischen 700 und 1400 N/cm (400 und 800 Pfund pro laufendem Inch).

Verfahren, um nichtgewobene Vliese der Glimmentladung zu unterwerfen, sind dem Fachmann gut bekannt. Kurz, eine Glimmentladung wird durch Anlegen einer genügenden Spannung an eine Struktur (EFIS) erreicht, die ein elektrisches Feld in der Nähe einer Struktur initiiert, die ein elektrisches Feld aufnimmt (EFRS). Die Spannung sollte genügend hoch sein, daß an der EFIS Ionen erzeugt werden und von der EFIS zur EFRS fließen. Es ist wünschenswert, daß sowohl die EFIS als auch die EFRS aus leitenden Materialien gebildet wer den. Geeignete leitende Materialien umfassen Kupfer, Wolfram, Edelstahl und Aluminium.

Eine besondere Methode, nichtgewobene Vliese einer Glimmentladung zu unterwerfen, ist die im US Patent Nr. 5,401,446 offenbarte Methode, die der Universität von Tennessee zugeschrieben ist. Diese Methode umfaßt, daß das nichtgewobene Vlies einem Paar elektrischer Felder unterworfen wird, wobei die elektrischen Felder entgegengesetzte Polaritäten aufweisen. Jedes elektrische Feld bildet eine Glimmentladung.

In jenen Fällen, in denen das nichtgewobene Vlies mehrere Schichten umfaßt, kann die gesamte Dicke des nichtgewobenen Vlieses der Glimmentladung unterworfen werden. In anderen Fällen können eine oder mehrere der einzelnen Schichten, die das nichtgewobene Vlieslaminat bilden, oder die Fasern, die derartige einzelne Schichten bilden, getrennt der Glimmentladung unterworfen werden und dann zur Bildung des nichtgewobenen Vlieslaminats in einer nebeneinanderliegenden Beziehung mit anderen Schichten verbunden werden. In manchen Fällen, wie in den folgenden BEISPIELEN dargestellt werden wird, war die elektrische Ladung am nichtgewobenen Vlieslaminat, bevor das Vlies der Glimmentladung unterworfen wurde, im wesentlichen gleich wie am Vlies nach der Glimmentladungsbehandlung. Mit anderen Worten, das nichtgewobene Vliesmaterial zeigte allgemein keine höhere elektrische Ladung, nachdem das Vlies der Glimmentladung unterworfen war, als das elektrische Feld, das am Vlies vorlag, bevor es der Glimmentladung unterworfen wurde.

Zum Nachweis der Merkmale der vorliegenden Erfindung wurden ein nichtgewobenes SMS Vlieslaminat aus Polypropylen und eine Schicht, die aus schmelzgeblasenen Polypropylenfasern gebildet wurde, einer Glimmentladung unterworfen, wie unten genauer beschrieben wird. Unter den Untersuchungen, die sowohl vor als auch nach der Glimmentladung an diesen nichtgewobenen Vliesen durchgeführt wurden, waren zwei Filtrationstests für Partikel. Einer der Filtrationstests für Partikel ist allgemein als der Filtrationseffizienztest für NaCl (hier später der "NaCl-Test") bekannt. Der NaCl Test wurde an einem automatisierten Filterprüfer CertitestTM Modell #8110 durchgeführt, der bei TSI Inc., St. Paul, MN erhältlich ist. Die Filtrationseffizienz für Partikel der Testtextilie wird in Prozent als 100 · (1-(Teilchen stromabwärts/Teilchen stromaufwärts)) bestimmt. Die Teilchen stromaufwärts stellen die Gesamtmenge an Teilchen dar, die in den Prüfer eingeführt werden. Die Teilchen stromabwärts sind jene Teilchen, die in den Prüfer eingeführt wurden und durch die Masse der Testtextilie durchtraten. Der Prüfer bestimmt die Effizienz eines Filtermediums mit einem Luftstrom, der zugeführt wird, der in diesem Fall etwa 32 Liter pro Minute war. Der Luftstrom enthält eine bekannte Menge an annähernd 0,1 um großen NaCl Aerosolteilchen, die darin verteilt sind. Bei einem Luftstrom von etwa 32 Liter pro Minute entsteht zwischen der Atmosphäre auf der Stromaufwärtsseite der Testtextilie und jener auf der Stromabwärtsseite der Testtextilie der Druckabfall von 4 bis 5 mm Wassersäule.

Der andere Filtrationstest für Partikel ist allgemein bekannt als "BTTG-Test". "BTTG" steht für Britische Textiltechnologiegruppe, die sich in Manchester, England befindet. Im allgemeinen umfaßt der BTTG Test das Verteilen von Partikelmaterial wie Talcumpuder in die Luft auf der "Angriff-" Seite der Testtextilie mit Hilfe eines Gebläses. Das Gebläse richtet die Teilchen enthaltende Luft nicht nur auf die Oberseite der Testtextilie, sondern kann so eingestellt werden, daß es einen gewählten Druckabfall (z. B. 5 mm Wassersäule) bewirkt, der zwischen der Atmosphäre auf der Angriffseite der Testtextilie und jener auf der Rückseite der Testtextilie entsteht. Die Konzentration der Staubteilchen in der "Angriff-" Atmosphäre und die Konzentration der Staubteilchen auf der Rückseite der Testtexti lie (d. h. die durch die Testtextilie durchgetreten sind,) werden in unterschiedlichen Größenbereichen mit Hilfe eines Teilchenzählers gemessen. Die Filtrationseffizienz der Testtextilie für einen gegebenen Größenbereich für Teilchen wird in Prozent als 100 · (1-(Teilchengrößen an der Angriffseite/Teilchengrößen an der Rückseite)) bestimmt. Die Teilchen der Angriffseite stellen die Gesamtmenge an Teilchen mit unterschiedlichen Größen dar, die auf der Angriffseite der Testtextielie in die Luft geführt werden. Die Teilchen an der Rückseite stellen die Menge der Teilchen der Angriffseite mit unterschiedlichen Größen dar, die durch die Masse der Testtextilie durchtreten.

BEISPIEL I

In BEISPTEL I wurde eine Menge von etwa 61 g/m² (1,8 osy) nichtgewobenes SMS Vlieslaminat aus Polypropylen erzeugt. Die gesponnenen Schichten wurden aus den Polypropylenharzen Exxon PD-3445 und Himont PF-301 gebildet. Weiße und dunkelblaue Pigmente, Ampacet 41438 (Ampacet Inc., NY) und SCC 4402 (Standridge Color Inc., GA) wurden zu den Polypropylenharzen zugegeben, die eine der gesponnenen Schichten bildeten. Die andere gesponnene Schicht wurde aus diesen Polypropylenharzen ohne Pigmente gebildet. Die schmelzgeblasene Schicht wurde aus dem Polypropylenharz Himont PF- 015 ohne Pigmente gebildet.

Die schmelzgeblasene Schicht wies ein Durchschnittsbasisgewicht von etwa 15,3 g/m² (etwa 0,45 osy) auf, und jede gesponnene Schicht wies ein Durchschnittsbasisgewicht von etwa 22,9 g/m² (etwa 0,675 osy) auf. Eine Menge dieser etwa 61 g/m² (1,8 osy) SMS wurde einer Glimmentladung unterworfen (SMS-CD). Die Glimmentladung wurde durch Verwendung eines Netzteils mit umkehrbarer Polarität Modell Nr. P/N 25 A - 120 Volt, 50/60 Hz (Simco Corp., Hatfield, PA) erzeugt, das mit der EFIS verbunden war, und eines Netzteils Modell Nr. P16 V 120 V, 25 A, 50/60 Hz (Simco Corp., Hatfield, PA), das mit der EFRS verbunden war. Die EFIS war ein Ladungsstab Charge Master RC-3 (Simco Corp.) und die EFRS war eine feste Aluminiumwalze mit etwa 7,62 cm (drei Inch) Durchmesser. Die Umgebung der Glimmentladung war etwa 21ºC (70ºF) und 40% relative Feuchtigkeit. Wie in der obigen Patentschrift der Universität Tennessee beschrieben wird, werden zwei Sets an EFIS/EFRS verwendet. Die am ersten Set EFIS/EFRS angelegte Spannung betrug jeweils 15 kV/0,0 V. Die am zweiten Set EFIS/EFRS angelegte Spannung betrug jeweils 25 kV/7, 5 kV. Der Spalt zwischen der EFIS und der EFRS betrug für jedes Set 2,54 cm (ein Inch).

Die Filtrationseffizienz für Partikel unter Verwendung des BTTG Tests wurde für einen Teil sowohl des 61 g/m² (1,8 osy) nichtgewobenen SMS Vlieslaminats bestimmt, das einer Glimmentladung unterworfen wurde (SMS-CD), als auch des 61 g/m² nichtgewobenen SMS Vlieslaminats, das keiner Glimmentladung unterworfen wurde (SMS). Die Ergebnisse werden in Tabelle I beschrieben. Tabelle I

Filtrationseffizienz für Partikel (%) Teilchengrüßen (um)
Textilie

BEISPIEL II

In BEISPIEL II wurde eine Menge von etwa 61 g/m² (1,8 osy) nichtgewobenes SMS Vlieslaminat aus Polypropylen erzeugt. Die schmelzgeblasenen und gesponnenen Durchschnittsbasisgewichte in dieser SMS Probe waren in BEISPIEL II die gleichen wie in BEISPIEL I. Bei der Herstellung eines Teils des nichtgewobenen SMS Vlieses wurde jedoch die schmelzgeblasene Schicht einer Glimmentladung unterworfen und dann mit den gesponnenen Schichten verbunden. Die Glimmentladung wurde unter den im wesentlichen gleichen Bedingungen und unter Verwendung der im wesentlichen gleichen Ausrüstung und dem Ausrüstungsaufbau erzeugt, wie in BEISPIEL I beschrieben wurde.

Die Filtrationseffizienz für Partikel unter Verwendung des BTTG-Tests wurde für einen Teil sowohl des 61 g/m² (1,8 osy) nichtgewobenen SMS Vlieslaminats, das aus der schmelzgeblasenen Schicht gebildet wurde, die einer Glimmentladung unterzogen wurde (SMS-MCD), als auch des 61 g/m² (1,8 osy) nichtgewobenen SMS Vlieslaminats, das keiner Glimmentladung unterzogen wurde (SMS), bestimmt. Die Ergebnisse werden in Tabelle II beschrieben. Tabelle II

Filtrationseffizienz für Partikel (%) Teilchengrößen (um)
Textilie

Die Werte sowohl aus BEISPIEL I als auch II veranschaulichen die verbesserte Filtrationseffizienz für Partikel und insbesondere die verbesserte Filtrationseffizienz für Partikel im Größenbereich von 0,19 um bis 0,5 um als Ergebnis dessen, daß entweder das gesamte nichtgewobene Vlieslaminat oder eine der Schichten, die das nichtgewobene Vlieslaminat bilden, einer Glimmentladung unterworfen wurde.

Betreffend BEISPIEL I betrugen die Prozent Verbesserung der Filtrationseffizienz für Partikel für das glimmentladungsbehandelte SMS (SMS-CD) für Teilchen im Bereich von 0,19 um bis 0,3 um im Vergleich zum nicht glimmentladungsbehandelten SMS (SMS) etwa 85,2. Die Prozent Verbesserung der Filtrationseffizienz für Partikel für das SMS-CD betrugen für Teilchen im Bereich von 0,3 um bis 0,5 um im Vergleich zum SMS etwa 31,3.

Für BEISPIEL II betrugen die Prozent Verbesserung der Filtrationseffizienz für Partikel für die SMS Textilie, die aus dem glimmentladungsbehandelten, schmelzgeblasenen (SMS- CD) gebildet wurde, für Teilchen im Bereich von 0,19 um bis 0,3 um im Vergleich zum nicht glimmentladungsbehandelten SMS (SMS) etwa 169,6. Die Prozent Verbesserung der Filtrationseffizienz für Partikel für das SMS-MCD betrugen für Teilchen im Bereich von 0,3 um bis 0,5 um im Vergleich zum SMS etwa 29,4.

BEISPIEL III

Im BEISPIEL III wurden drei getrennte, nichtgewobene SMS Vlieslaminate aus Polypropylen mit etwa 61 g/m² (1,8 osy) erzeugt, wobei jede SMS Probe aus schmelzgeblasenen und gesponnenen Schichten mit dem gleichen Durchschnittsbasisgewicht wie die SMS Probe aus BEISPIEL I gebildet wurde.

Die Filtrationseffizienz für Partikel wurde für einen Teil jeder der SMS Proben aus BEISPIEL III unter Verwendung des NaCl Tests bestimmt. Die Oberflächenladung einer der SMS Proben (SMS) wurde gemessen, die nicht einer Glimmentladung unterworfen wurde. Die Oberflächenladung einer weiteren SMS Probe, die einer Glimmentladung unterworfen wurde (SMS-CD), wurde gemessen, nachdem sie der Glimmentladung unterworfen worden war. Und die letzte SMS Probe wurde gebildet, indem zuerst die schmelzgeblasene Schicht einer Glimmentladung unterworfen wurde und dann an die gesponnenen Schichten gebunden wurde (SMS-MCD). Es wurde für jede Seite der gebildeten SMS Probe die Oberflächenspannung unter Verwendung eines elektrostatischen Spannungsmessers (Trek Modell 344, Trek Inc., Median, NY) gemessen, indem auf jeder Seite der Proben der Durchschnitt von zumindest zehn Ablesungen genommen wurde.

Die Glimmentladung für die SMS-CD und die SMS-MCD Proben wurde unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen und unter Verwendung im wesentlichen der gleichen Ausrüstung und dem Ausrüstungsaufbau erzeugt, wie in BEISPIEL I beschrieben wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle III beschrieben.

Tabelle III

BEISPIEL III veranschaulicht, daß eine verbesserte Partikelfiltration erreicht wird, indem die SMS Textilie einer Glimmentladung unterworfen wird, ohne der Notwendigkeit, eine wesentlich höhere Ladung auf der (den) Oberfläche(n) dieser zu bilden, als vor der Glimmentladungsbehandlung vorlag. Tatsächlich ist der Unterschied zwischen der Oberflächenladung der SMS Textilie vor und nach der Glimmentladungsbehandlung bestenfalls minimal.

Während die Erfindung hinsichtlich bestimmter Ausführungen davon genau beschrieben wurde, wird erkannt werden, daß ein Fachmann leicht Änderungen, Abwandlungen und diesen Ausführungen Gleichwertiges entwickeln kann, nachdem ein Ver ständnis des Vorangegangenen erreicht wurde. Dementsprechend sollte der Rahmen der vorliegenden Erfindung als jener der beigefügten Ansprüche und aller Entsprechungen davon beurteilt werden.


Anspruch[de]

1. Overall, der aus einem nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminat gebildet ist, wobei das Vlies umfaßt:

wenigstens eine Schicht, die aus gesponnenen Fasern gebildet ist, und eine andere Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet ist, wobei die Fasern wenigstens einer Schicht einer Glimmentladung unterzogen werden; und

wobei das nichtgewobene Mehrschichtvlieslaminat eine besondere Verbesserung des Prozentwertes der Filtrationseffizienz für Partikel in einem Größenbereich von 0,3 um bis 0,5 um aufweist, von zumindest etwa 29% oberhalb eines ähnlich gebildeten nichtgewobenen Mehrschichtvlieslaminats, das keiner Glimmentladung unterzogen worden ist.

2. Overall gemäß Anspruch 1, wobei das Vlies umfaßt:

wenigstens zwei Schichten, die aus gesponnenen Fasern gebildet sind, und wenigstens eine Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet ist, wobei die Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet ist, die zwei Schichten trennt, die aus gesponnenen Fasern gebildet sind.

3. Overall gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die gesponnenen Fasern und die schmelzgeblasenen Fasern aus Polypropylen gebildet sind.

4. Overall gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchschnittsbasisgewicht des nichtgewobenen Vlieslaminats etwa 61 g/m² (etwa 1,8 Unzen pro Quadratyard) beträgt.

5. Overall gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchschnittsbasisgewicht der Schicht, die aus schmelzgeblasenen Fasern gebildet ist, etwa 15 g/m² (etwa 0,45 Unzen pro Quadratyard) beträgt.

6. Overall gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die schmelzgeblasenen Fasern einer Glimmentladung unterzogen werden.

7. Overall gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dieser eine Schutzkleidung ist.







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