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Dokumentenidentifikation DE69610696T2 07.06.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0820382
Titel THERMISCH VERBUNDENER VIRUSSPERRENDER VERBUNDWERKSTOFF
Anmelder Minnesota Mining and Mfg. Co., Saint Paul, Minn., US
Erfinder MEGCHELSEN, L., Sara, Saint Paul, US;
RAUSCHENBERG, C., Nancy, Saint Paul, US;
JOHNSON, V., Mark, Saint Paul, US
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69610696
Vertragsstaaten DE, ES, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.03.1996
EP-Aktenzeichen 969071281
WO-Anmeldetag 11.03.1996
PCT-Aktenzeichen US9602632
WO-Veröffentlichungsnummer 9631345
WO-Veröffentlichungsdatum 10.10.1996
EP-Offenlegungsdatum 28.01.1998
EP date of grant 18.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.06.2001
IPC-Hauptklasse B32B 27/32
IPC-Nebenklasse A61L 31/00   A61L 15/24   A61L 15/52   A41D 31/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen thermisch verbundenen virensperrenden Verbundwerkstoff und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Chirurgische Kittel, Abdecktücher, Masken, Handschuhe, sterile Hüllen, Wundverbände, Abfallentsorgungsbeutel und andere medizinische Erzeugnisse erfordern virensperrende Eigenschaften in Kombination mit Atmungsaktivität. Anerkanntermaßen ist flüssigkeitsabstoßendes Vermögen eine wichtige Eigenschaft, damit diese Erzeugnisse als Sperre gegen den Durchgang von Bakterien oder Viren wirken, die in Flüssigkeiten mitgeführt werden. Zum Beispiel können Körperflüssigkeiten und andere Fluide Operationskittel oder -abdecktücher durchdringen, die keine flüssigkeitsabstoßenden Eigenschaften haben. Neben ihrem flüssigkeitsabstoßenden Vermögen und ihrer Wirkung als Bakterien- und Virensperre ist weithin anerkannt, daß diese Produkte atmungsaktiv sein müssen, um für den Träger komfortabel zu sein. Perspirationswasserdampf sollte vom Materialinneren zum -äußeren durchgelassen werden, so daß die natürliche Verdunstungskühlungswirkung erreicht werden kann. Zum Beispiel wird in einem kontinuierlichen Film aus hydrophilem Material Wasserdampf wirksam molekülweise durch den Film transportiert.

Eine weithin für Schutzkleidung verwendete Materialart ist aus einem Vliesträgermaterial bzw. -substrat hergestellt, das bei hoher Temperatur und hohem Druck kalandriert wird. Obwohl sie vernünftige Schutzeigenschaften haben, sind diese Kleidungsstücke bekanntlich sehr unkomfortabel wegen den ihnen eigenen geringen Wasserdampfdurchlaß- und geringen Luftdurchlässigkeitskennwerten.

Die US-A-4828556 offenbart eine atmungsaktive stoffartige Mehrschichtsperre, die für Wegwerfwindeln u. ä. genutzt wird. Die WO 93/07914 offenbart einen thermisch verbundenen Verbundwerkstoff im Beispiel 5. Dem Verbundwerkstoff von Beispiel 5 fehlte ausreichende Bindefestigkeit zur Massenproduktion, und er war nicht zur Herstellung von Operationskitteln, Operationsabdecktüchern u. ä. geeignet.

Eine mikroporöse Membran mit virensperrenden Fähigkeiten und Atmungsaktivität beschreibt die WO 93/08019 (Mrozinski et al.). Mrozinski offenbart eine mikroporöse Polymermembran mit einer Matrix aus Poren, die kontinuierliche Durchgänge durch die Dicke der Membran bilden und sich auf ihrer Gegenfläche öffnen. Die Fluorchemikalienzugabe zur mikroporösen Membran verringert die Oberflächenenergie der Membran und erhöht damit die numerische Differenz zwischen der Oberflächenenergie der Membran und flüssigen Verunreinigungen.

Komfort und Haltbarkeit mikroporöser Membranen, z. B. der von Mrozinski offenbarten Membran, oder anderer atmungsaktiver virensperrender Filme lassen sich erheblich steigern, indem die Membran auf geeignete Verstärkungsbahnen laminiert wird, z. B. Spunbond- bzw. Schmelzspinnbahnen. Allerdings kann das Laminierverfahren die virensperrenden Fähigkeiten oder die Atmungsaktivität der mikroporösen Membran beeinträchtigen. Zum Beispiel kann die Verwendung eines Klebstoffs zum Laminieren einer Verstärkungsbahn auf eine mikroporöse Membran problematisch sein, wenn der Klebstoff Lösungsmittel enthält, die mit der mikroporösen Membran reaktionsfähig sind. Außerdem sind die Lösungsmittel in einigen Klebstoffen umweltschädlich, was die Kosten des Produkts erhöht.

Durch thermisches oder Ultraschallverbinden einer mikroporösen Membran können nadelfeine Löcher in der Membran entstehen, die die virensperrenden Fähigkeiten untergraben. Zudem können durch thermisches oder Ultraschallverbinden die Mikroporen zusammenfallen und die Atmungsaktivität sowie die Wasserdampfdurchlaßeigenschaften der Bahnen unzulässig zurückgehen.

Eine mögliche Verstärkungsbahn ist eine verbundene Schmelzspinnbahn, die durch Kalandrieren nicht verbundener Schmelzspinnfasern hergestellt wird, um eine dichtere Matrix aus Fasern zu bilden, die glatt, weich und abriebfest ist.

Frühere Versuche zum thermischen Verbinden einer 34 g/m² (1 oz/yd²) schweren verbundenen Schmelzspinnbahn mit einer mikroporösen Membran unter Verwendung einer erwärmten Punktverbindungswalze (etwa 15% punktweise Berührung) und einer erwärmten Kalandrierglattwalze (Walzenspalt 0,002 bis 0,508 mm) führten zu einer unzulässig niedrigen Bindefestigkeit im Bereich von 0,012 bis 0,018 N/cm.

Alternativ kann nicht verbundenes Schmelzspinnmaterial für die Verstärkungsbahn verwendet werden. Bei nicht verbundenem Schmelzspinnmaterial handelt es sich im wesentlichen um extrudierte thermoplastische Fasern, die auf ein bewegliches Band abgeschieden werden und härten können, ohne daß ein Kalandriervorgang durchgeführt wird. Obwohl nicht verbundenes Schmelzspinnmaterial gute Verbindungskennwerte zeigt, ist seine Zugfestigkeit gering. Dazu kommt, daß nicht verbundene Schmelzspinnbahnen eine rauhe Oberfläche haben, die beim Tragen unkomfortabel und zudem nur minimal abriebfest ist.

Ein verwandtes Problem betrifft die Herstellung von Nähten zum Zusammensetzen von Schutzkleidung, die sowohl fest als auch beständig gegen den Durchgang viraler Pathogene ist. Beispielsweise ist die Festigkeit von Ärmelnähten und Ärmelbefestigungsnähten an Operationskitteln wegen der erheblichen Beanspruchungen kritisch, die Ärmel im Gebrauch erfahren.

Schutzkleidung, die durch Nähen hergestellte Nähte enthält, kann Nadellöcher haben, die die Wirksamkeit der Virensperre im Nahtbereich stark verringern. Dadurch können Bakterien und Viren, z. B. der Immunschwächevirus oder Hepatitis- B-Virus, die auf der Oberfläche der Schutzkleidung vorhanden sein können, durch die Nadellöcher übertragen werden. Ein Weg zur Schaffung virenbeständiger Nähte besteht darin, ein Elastomermaterial zwischen dem überlappenden Stoff an der Naht einzufügen. Durch die stark elastische Beschaffenheit des Elastomermaterials kehrt es nach Entfernen der Nähnadel in seine Ausgangsposition zurück, um eine bessere Sperre gegen virale Pathogene zu bilden.

Zur Herstellung weniger durchlässiger Nähte für Schutzkleidung kommt auch Ultraschallschweißen zum Einsatz. Allerdings erzeugen einige Ultraschallschweißtechniken Nahtstrukturen, denen die für bestimmte Schutzkleidung nötige Zugfestigkeit fehlt, was eine sekundäre Verstärkung erforderlich macht, z. B. das Auftragen eines virensperrenden Klebebands über der Naht.

Das V-förmige Ultraschallschweißrad 10 und der Ultraschallgenerator 15 von Fig. 1 erzeugen eine dünne, komfortable Schweißung zur Verwendung in Schutzkleidung. Die abgeschrägte Schweißfläche 11 schneidet und versiegelt die Naht an der Kante des Rads 10. Jedoch erzeugen die kleine Oberfläche und die abgeschrägte Konfiguration der Schweißfläche 11 eine relativ kleine Menge von geschmolzenem thermoplastischem Material, so daß die Schweißgeschwindigkeit für Nähte mit akzeptabler Zugfestigkeit allgemein verringert ist.

Alternativ beruht das Ultraschallschweißrad 12 von Fig. 2 auf einer relativ großen massiven Siegelfläche 13 und unterbrochenen Vorschubkerben 14, um eine größere geschmolzene thermoplastische Materialmenge zu erzeugen. Durch die große massive Siegelfläche 13 kann das Schweißrad 12 höhere Geschwindigkeiten erreichen. Jedoch erzeugen die Vorschubkerben 14 des Schweißrads 12 von Fig. 2 eine unterbrochene Reihe aus Schweißlinien oder ein Stichmuster benachbart zur vollen Dichtschweißlinie. Die resultierende Naht hat eine Breite "w", die allgemein steif und unkomfortabel zu tragen ist.

Die Erfindung betrifft einen virensperrenden Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach Anspruch 10. Der Verbundwerkstoff kann für vielfältige Schutzkleidungszwecke eingesetzt werden, z. B. chirurgische Kittel, Abdecktücher, Masken, Handschuhe, sterile Hüllen, Wundverbände, Abfallentsorgungsbeutel oder andere Erzeugnisse, die virensperrende Eigenschaften erfordern.

Der virensperrende Verbundwerkstoff wird durch thermisches Verbinden eines thermoplastischen Films auf mindestens einer Seite mit einer atmungsaktiven Polymerbahn hergestellt. Der resultierende Verbundwerkstoff hat virensperrende Eigenschaften und eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 700 g/m²/24 Stunden. Die Bindefestigkeit zwischen dem Polymerfilm und der thermoplastischen Bahn beträgt mindestens 0,07 N/cm (0,04 lbs/Inch). Der Verbundwerkstoff hat eine als Gurley-Porosität ausgedrückte Luftdurchlässigkeit unter 1000 Sekunden/50 cm³ und vorzugsweise unter 500 Sekunden/ 50 cm³. Die atmungsaktive thermoplastische Bahn kann aus Web- oder Vliesfasermaterialien bestehen, die aus Polyolefinen, Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und deren Kombinationen hergestellt sind.

In einer Ausführungsform verfügt der Polymerfilm über ein thermoplastisches Polymer und eine wasser- und ölabstoßende chemische Fluorverbindung, die eine mikroporöse Membrän mit oleophoben und hydrophoben Eigenschaften bilden. Unter 100 Viren, vorzugsweise unter 10 Viren und am stärksten bevorzugt überhaupt keine Viren können den virensperrenden Verbundwerkstoff nach dem ASTM-Prüfverfahren Es 22-1992 passieren. Bei der mikroporösen Membran handelt es sich um Polypropylen, und die thermoplastische Bahn ist eine verbundene Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Schutzkleidungsartikel, der aus dem virensperrenden Verbundwerkstoff aufgebaut ist. Der Schutzkleidungsartikel kann mindestens eine verstärkte virenbeständige Naht haben. Die virenbeständige Naht verfügt über einen ersten virensperrenden Verbundwerkstoff mit einer ersten Befestigungskante und einen zweiten virensperrenden Verbundwerkstoff mit einer zweiten Befestigungskante, der mit dem ersten virenbeständigen Verbundwerkstoff so angeordnet ist, daß eine gemeinsame Nahtkante gebildet ist, die sich längs der ersten und zweiten Befestigungskante erstreckt. Mindestens ein aus einem thermoplastischen Material aufgebauter und sich längs der gemeinsamen Nahtkante erstreckender Verstärkungsstreifen ist mit dem ersten und zweiten virensperrenden Verbundwerkstoff thermisch verbindbar. Eine Ultraschallschweißung verbindet die erste und zweite Befestigungskante und den sich längs einer Siegelkante erstreckenden Verstärkungsstreifen, um die verstärkte virenbeständige Naht zu bilden.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum thermischen Verbinden eines virensperrenden Verbundwerkstoffs durch Kalandrieren einer Anordnung aus einem thermoplastischen Film und einer atmungsaktiven thermoplastischen Bahn zwischen einer Glattwalze und einer Musterwalze, so daß die Bindefestigkeit zwischen dem thermoplastischen Film und der thermoplastischen Bahn mindestens 0,07 N/cm beträgt und der resultierende Verbundwerkstoff virensperrende Eigenschaften sowie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 700 g/m²/24 Stunden hat. In der bevorzugten Ausführungsform wird der thermoplastische Film so positioniert, daß er die Glattwalze berührt, und die atmungsaktive thermoplastische Bahn wird so positioniert, daß sie die Musterwalze berührt.

Die Oberflächengeschwindigkeit der Glattwalze und Musterwalze an einem Spaltpunkt kann 3 bis 200 Meter/Minute und vorzugsweise 20 bis 100 Meter/Minute betragen. Die Temperatur jeder Kalandrierwalze liegt im Bereich von etwa 100 bis 200ºC. Der Druck am Spaltpunkt zwischen Glattwalze und Musterwalze beträgt etwa 5 bis 50 N/mm. Die Musterwalze hat eine prozentuale Verbindungsoberfläche von etwa 7 bis 30% und vorzugsweise 15 bis 25%. In einer Ausführungsform, in der die Musterwalze eine Punktverbindungswalze ist, beträgt die Dichte der Verbindungspunkte auf der Punktverbindungswalze etwa 1,75 bis 150 Punkte/cm². Die Oberfläche der Verbindungspunkte auf der Punktverbindungswalze beträgt etwa 4,0 bis 0,20 mm². Die als Gurley-Porosität ausgedrückte Luftdurchlässigkeit liegt unter 1000 Sekunden/50 cm³, vorzugsweise unter 500 Sekunden/50 cm³ und am stärksten bevorzugt unter 200 Sekunden/50 cm³.

Außerdem weist das Verfahrenden Schritt des Herstellens einer virenbeständigen Naht zwischen zwei Lagen des virenbeständigen Verbundwerkstoffs auf. Erste und zweite Befestigungskanten eines ersten bzw. zweiten virensperrenden Verbundwerkstoffs werden so angeordnet, daß sie eine gemeinsame Nahtkante bilden. Ein Verstärkungsstreifen wird so positioniert, daß er sich längs der gemeinsamen Nahtkante erstreckt. Der Verstärkungsstreifen ist aus einem thermoplastischen Material aufgebaut, das mit dem ersten und zweiten virensperrenden Verbundwerkstoff thermisch verbindbar ist. Eine Ultraschallschweißung wird längs einer Siegelkante hergestellt, um die erste und zweite Befestigungskante sowie den Verstärkungsstreifen so zu verbinden, daß die virenbeständige Naht hergestellt wird. Das Ultraschallschweißrad hat eine Schneidkante, die unmittelbar zu einer Schweißfläche benachbart ist, und einen Ultraschallgenerator. Die kontinuierliche Oberfläche des Schweißrads extrudiert geschmolzenes thermoplastisches Material in die Fasern des Schmelzspinnlaminats benachbart zur virenbeständigen Naht.

Die Erfindung betrifft eine verstärkte Ultraschallnaht für Schutzkleidung, die dem Durchgang viraler Pathogene widersteht, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die virenbeständige Naht hat eine geringe Oberfläche und eine hohe Zugfestigkeit, die Komfort und Funktionalität steigern.

In einer ersten Ausführungsform weist die verstärkte virenbeständige Naht für Schutzkleidung eine erste und zweite Bahn auf, die so angeordnet sind, daß sie eine gemeinsame Nahtkante bilden, die sich längs einer ersten und zweiten Befestigungskante erstreckt. Mindestens ein Verstärkungsstreifen, der aus einem mit den Bahnen thermisch verbindbaren Material auf gebaut ist, ist längs der gemeinsamen Nahtkante angeordnet. Längs der gemeinsamen Nahtkante ist eine Ultraschallschweißung hergestellt. Die Ultraschallschweißlinie ist unmittelbar benachbart zur Nahtkante angeordnet, um eine verstärkte virenbeständige Naht mit geringer Oberfläche zu bilden.

Die verstärkte virenbeständige Naht kann mit vielfältigen Materialien von Nutzen sein, z. B. Polyolefinen, Polypropylen, Polyethylen, Polybutylen, deren Copolymeren und Kombinationen sowie den virensperrenden Verbundwerkstoffen. Bie der ersten und zweiten Bahn kann es sich um vielfältige thermoplastische Polymere handeln, z. B. Zwei- und Dreischichtlaminat-Verbundwerkstoffe, die aus einem mikroporösen Polypropylenfilm aufgebaut sind, der auf Polypropylen-Schmelzspinnvliesfasern laminiert ist. Außerdem kann es sich beim Verstärkungsstreifen um ein thermoplastisches Material handeln, z. B. Polypropylen.

Die verstärkte virenbeständige Naht mit geringer Oberfläche kann zum Zusammensetzen jeder Naht der Schutzkleidung verwendet werden, obwohl sie besonders zum Befestigen von Ärmeln am Körperabschnitt eines Operationskittels nützlich ist.

Das Verfahren zum Herstellen einer verstärkten virenbeständigen Naht mit geringer Oberfläche weist den Schritt des Anordnens einer ersten und zweiten Bahn auf, um eine gemeinsame Nahtkante zu bilden, die sich längs ihrer ersten und zweiten Befestigungskante erstreckt. Mindestens ein Verstärkungsstreifen wird längs der gemeinsamen Nahtkante positioniert. Der oder die Befestigungsstreifen weist/weisen vorzugsweise ein thermoplastisches Material auf, das mit dem in der ersten und zweiten Bahn enthaltenen thermoplastischen Material thermisch verbindbar ist. Eine Ultraschallschweißung wird längs einer Siegelkante hergestellt.

Der Schritt der Herstellung einer Ultraschallschweißung weist den Schritt des Durchführens der gemeinsamen Kante des Verstärkungsstreifens und der Bahnen zwischen einem Ultraschallschweißrad und einem Ultraschallgenerator auf. Eine Ausführungsform des Ultraschallschweißrads verfügt über eine Schweißfläche, die allgemein parallel zur Ebene des Verstärkungsstreifens und der Bahnen und unmittelbar benachbart zu einer Schneidkante ist.

Durch das Schweißrad kann der virensperrende Verbundwerkstoff mit Geschwindigkeiten von etwa 12,0 Metern/Minute vorgeschoben werden. Die Schweißfläche extrudiert geschmolzenes thermoplastisches Material in die Fasern des Schmelzspinnlaminats. Das kritische Maß zwischen Schweißfläche und Ultraschallgenerator beeinflußt den Grad, in dem die mit dem virensperrenden Verbundwerkstoff nahe der Schweißfläche laminierten Fasern geschwächt werden, sowie die Menge von geschmolzenem thermoplastischem Material, das durch das Ultraschallverfahren erzeugt wird. Ist das kritische Maß zu klein, zersetzen sich die Fasern nahe der Schweißung, was die Naht schwächt. Ist dagegen das kritische Maß zu groß, wird eine ungenügende Menge von geschmolzenem thermoplastischem Material durch das Schweißverfahren erzeugt, was zu einer schwachen Naht führt.

In dieser Anmeldungen gelten folgende Definitionen:

"Zweischichtlaminat" bedeutet eine mikroporöse Membran oder einen anderen atmungsaktiven Film, der einseitig auf eine Web- oder Vliesbahn laminiert ist. Zum Beispiel kann dies eine Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn sein, die auf eine mikroporöse Polypropylenmembran laminiert ist.

"Kritisches Maß" bezeichnet den Abstand zwischen der massiven Siegelfläche des Schweißrads und dem Ultraschallgenerator.

"Hydrophob" beschreibt Materialien, die nicht durch, flüssiges Wasser oder wäßrige Körperfluide benetzt werden und die den Durchgang von flüssigem Wasser durch ihre Struktur abstoßen und verhindern können.

"Wärmesiegelbar" dient hierin zur Beschreibung von Materialien mit einer thermoplastischen Komponente, die mit einer Heizbacken-, Ultraschall- oder anderen thermischen Verfahrenssiegelvorrichtung miteinander versiegelt werden können.

"Wasserdampfdurchlässig" beschreibt hierin Materialien, die den Wasserdampfdurchgang durch die Membrane leicht ermöglichen, nicht aber den Durchgang von flüssigem Wasser zulassen.

"Oleophob" beschreibt Materialien, die nicht durch Öl, Fett oder ölige Komponenten enthaltende Körperfluide benetzt werden und den Durchgang von Ölen und Fett durch ihre Struktur verhindern können.

"Bindefestigkeit" bedeutet die Kraft, die zum Delaminieren eines Mehrschichtmaterials erforderlich ist.

"Schutzkleidung" bezeichnet chirurgische Kittel, Abdecktücher, Masken, Handschuhe, sterile Hüllen, Wundverbände, Schuhüberzüge, Halsmanschetten, Ärmelabdeckungen; Abfallentsorgungsbeutel oder andere Produkte, die gewisse virenbeständige oder -sperrende Eigenschaften erfordern.

"Thermoplastisch" bedeutet ein Polymermaterial mit einer thermoplastischen Komponente, die Polyolefine, Polyester, Polyetherester und Polyamide aufweisen kann. Zu Beispielen für geeignete thermoplastische Polymere, wobei diese nur zur Veranschaulichung dienen, gehören solche Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen, Poly(1-buten), Poly(2-buten), Poly(1- penten), Poly(2-penten), Poly(3-methyl-1-penten), Poly(4-methyl-1-penten), 1, 2-Poly-1,3-butadien, 1,4-Poly-1,3-butadien, Polyisopropen, Polychlorpropen, Polyacrylnitril, Poly(vinylacetat), Poly(vinylidenchlorid), Polystyrol u. ä.; solche Polyester wie Poly(ethylenterephthalat), Poly(tetramethylenterephthalat), Poly(cyclohexylen-1,4-dimethylenterephthalat) oder Poly(oxymethylen-1,4-cyclohexylenmethylenoxyterephthaloyl) u. ä.; solche Polyetherester wie Poly(oxyethylen)-Poly (butylenterephthalat), Poly(oxytrimethylen)-Poly(butylenterephthalat), Poly(oxytetramethylen)-Poly(butylenterephthalat), Poly(oxytetramethylen)-Poly(ethylenterephthalat) u. ä.; und solche Polyamide wie Poly(6-aminocapronsäure) oder Poly(,-caprolactam), Poly(hexamethylenadipamid), Poly(hexamethylensebacamid), Poly(11-aminoundecansäure) u. ä.

"Dreischichtlaminat" bezeichnet eine mikroporöse Membran oder einen anderen atmungsaktiven Film, der beidseitig auf eine Web- oder Vliesbahn laminiert ist. Dazu zählen z. B. Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahnen, die auf eine mikroporöse Polypropylenmembran laminiert sind.

"Wasserabstoßend" beschreibt Materialien, die nicht mit Wasser benetzbar sind und den Durchgang von flüssigem Wasser durch das Material durch Kapillarwirkung unter verschiedenen Umgebungsbedingungen der Atmosphäre, u. a. auf der Oberfläche der Membran auftreffendes Wasser, verhindern können.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer V-förmigen Schweißradgestaltung des Stands der Technik;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer alternativen Schweißradgestaltung des Stands der Technik;

Fig. 3A zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch verbundenen virensperrenden Zweischichtlaminat-Verbundwerkstoffs;

Fig. 3B zeigt ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines thermisch verbundenen virensperrenden Zweischichtlaminat-Verbundwerkstoffs;

Fig. 3C zeigt ein Verfahren zum Kombinieren des Schritts zum Verbinden von Schmelzspinnfasern mit der Herstellung eines thermisch verbundenen virensperrenden Zweischichtlaminat- Verbundwerkstoffs;

Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines thermisch verbundenen virensperrenden Dreischichtlaminat-Verbund- Werkstoffs;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer beispielhaften Musterwalze zur Verwendung bei der Herstellung eines thermisch verbundenen virensperrenden Verbundwerkstoffs;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Kalandrierwalzen von Fig. 3;

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer verstärkten virenbeständigen Naht mit geringer Oberfläche;

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer alternativen verstärkten virenbeständigen Naht mit geringer Oberfläche;

Fig. 9A ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung einer verstärkten virenbeständigen Naht;

Fig. 9B ist eine schematische Darstellung einer alternativen Vorrichtung zur Herstellung einer verstärkten virenbeständigen Naht zum Prüfen des Schweißkonzepts an vielfältigen Materialien; und

Fig. 10 ist eine Darstellung eines beispielhaften Operationskittels mit verstärkten virenbeständigen Nähten.

Die Erfindung betrifft einen thermisch verbundenen virensperrenden Verbundwerkstoff und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die virensperrende Komponente des virensperrenden Verbundwerkstoffs kann verschiedene Filme oder mikroporöse Membranen mit dirensperrenden Eigenschaften aufweisen, z. B. einen unter der Handelsbezeichnung "Hytrel" von E. I. DuPont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware, vertriebenen monolithischen Film oder eine in der US-A-5260360 (Mrozinski et al.) beschriebene mikroporöse Membran.

In der Erfindung nützliche mikroporöse Membranen können eine mikroporöse Struktur haben, die allgemein durch zahlreiche räumlich getrennte, zufällig verteilte, ungleichmäßig geformte, gleichachsige Teilchen aus Polyolefin gekennzeichnet ist, die durch Fibrillen verbunden sind, die eng von der Verarbeitungsmasse und der Fluorchemikalie umgeben sind. Vorzugsweise ist die mikroporöse Membran flüssigkeitsabweisend, wasserdampf- und luftdurchlässig und hat virensperrende Fähigkeiten. Die virensperrenden Fähigkeiten der mikroporösen Membran gemäß der Beschreibung in der US-A-5260360 (Mrozinski et al.) sind in der PCT-Anmeldung Nr. WO 93/07914 "A Method for Preventing Transmission of Viral Pathogens", veröffentlicht am 29. April 1993, offenbart.

Die Festigkeit und Haltbarkeit vieler mikroporöser Membranen und anderer virensperrender Filme können durch Laminieren der Membran oder des Films auf ein geeignetes Substrat oder eine geeignete Bahn gesteigert werden. Kommt die Membran oder der Film für Schutzkleidung zum Einsatz, kann das Substrat oder die Bahn zudem den Tragekomfort erhöhen.

Beispielsweise kann ein geeignetes Substrat eine Bahn aus thermoplastischen Web- oder Vliesfasern sein.

Zu geeigneten Faservliesbahnen gehören Ethylen-Propylen- Copolymer, Polyethylen höher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Linearpolyethylen niedriger Dichte, Polyamide, Polyester, eine Mischung aus Polypropylen und Polybutylen und eine Mischung aus Polypropylen und Linearpolyethylen niedriger Dichte, obwohl verständlich ist, daß verschiedene Gewebe- und Vliesbahnen diesem Zweck dienen können. In der später diskutierten Ausführungsform handelt es sich beim Verstärkungssubstrat um mindestens eine Schicht aus einer verbundenen Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn. Die Fasern der verbundenen Schmelzspinnbahn haben einen mittleren Durchmesser von etwa 20 Mikrometern, und die Schmelzspinnbahn hat ein mittleres Gewicht von 34 g/m² (1 oz/yd²), obwohl Schmelzspinnmaterial im Bereich von 14 bis 68 g/m² (0,4 bis 2,0 oz/yd²) zum Einsatz kommen kann. Zu beziehen ist eine verbundene Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn, die zum Laminieren auf die mikroporöse Polypropylenmembran geeignet ist, von Poly-Bond, Inc., Waynesboro, VA.

Das thermische Verbindungsverfahren stellt einen Ausgleich zwischen verschiedenen Faktoren dar, u. a. Beibehaltung einer ausreichenden Bindefestigkeit zwischen der (den) Bahn(en) und der mikroporösen Membran oder dem virensperrenden Film, Minimieren von nadelfeinen Löchern, die virensperrende Fähigkeiten senken, und Minimieren des Zusammenbruchs von Mikroporen, der die Atmungsaktivität und Wasserdampfdurchlässigkeit verringert.

Fig. 3A ist eine schematische Darstellung eines Kalandriersystems 20 zum Laminieren einer Bahn 22 auf eine mikroporöse Membran 24 mit Wärme, Druck und einer Musterwalze 26. Die Bahn 22 und die mikroporöse Membran 24 bewegen sich zwischen der erwärmten Metallmusterwalze 26 und einer erwärmten Metallglattwalze 28 in Pfeilrichtung: Alternativ kann die Glattwalze aus Gummi oder einem anderen elastischen Material bestehen, das durch eine externe Quelle erwärmt wird. Die. Oberflächengeschwindigkeiten der Walzen 26, 28 am Spaltpunkt 30 sind etwa gleich. Vorzugsweise ist die Schmelzspinnbahn 22 zwischen der Membran 24 und der Musterwalze 26 eingefügt, wobei aber verständlich ist, daß die Anordnung der Materialien 22, 24 auch umgekehrt sein kann.

Der resultierende virensperrende Zweischichtlaminat-Verbundwerkstoff 48 hat eine Matrix aus Punktverbindungen 42 und Einkerbungen 44, die dem Muster von Punktquellen 40 auf der Musterwalze 26 entsprechen (siehe die beispielhafte Punktverbindungswalze von Fig. 5). In einer Ausführungsform, in der die Bahn 22 ein thermoplastisches Schmelzspinnvliesmaterial ist, werden die Fasern der Schmelzspinnbahn unter den Punktquellen 40 komprimiert und extrudiert sowie in einen nichtporösen Film umgewandelt. Die (nicht gezeigten) Mikroporen in der mikroporösen Membran 24 an den Punktverbindungen 42 sind allgemein zusammengebrochen. Die Punktquellen 40 erstrecken sich allgemein in die mikroporöse Membran 24, komprimieren die mikroporöse Membran und bilden entsprechende, wenngleich allgemein kleinere, Einkerbungen 45 auf der Gegenseite des virensperrenden Verbundwerkstoffs 48.

Der Spalt zwischen den Walzen 26, 28 kann feststehend oder als Funktion des Drucks "P" auf den virensperrenden Verbundwerkstoff 48 aufrechterhalten sein. Fig. 3B veranschaulicht das Kalandriersystem 20, das so konfiguriert ist, daß der Spalt zwischen den Walzen 26, 28 durch den Druck "2" zwischen den Walzen 26, 28 und die Elastizität des virensperrenden Verbundwerkstoffs 48 bestimmt ist. Verständlich ist, daß die Konfiguration von Fig. 3B auch genutzt werden kann, um einen virensperrenden Dreischichtlaminat-Verbundwerkstoff 49 oder verschiedene Mehrschicht-Verbundwerkstoffe herzustellen.

Fig. 3C ist eine alternative Ausführungsform, in der nicht verbundene Schmelzspinnfasern 32, die auf eine sich bewegende Stützstruktur 33 extrudiert werden, auf den virensperrenden Film 24 zwischen einer erwärmten Musterwalze 26' und einer erwärmten Glattwalze 28' kalandriert werden. Verständlich ist, daß diese Ausführungsform die nicht verbundenen Schmelzspinnfasern 32 im wesentlichen gleichzeitig mit dem virensperrenden Film 24 verbindet und auf ihn laminiert.

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines thermischen Kalandriersystems 20" zum Herstellen eines virensperrenden Dreischichtlaminat-Verbundwerkstoffs 49. Das System 20" laminiert gleichzeitig Bahnen 22a, 22b auf Gegenseiten der mikroporösen Membran 24. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3A und 3B diskutiert wurde, komprimiert die Musterwalze 26 die Bahnen 22a, 22b und die mikroporöse Membran 24 an Punktverbindungen 42" und erzeugt eine Matrix aus Einkerbungen 44", 45" im virensperrenden Verbundwerkstoff 49. Verständlich ist, daß das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung eines virensperrenden Verbundwerkstoffs nicht auf Verbundwerkstoffe aus zwei oder drei Schichten beschränkt sind. Zum Beispiel kann für einige Anwendungen ein Verbundwerkstoff mit vier oder mehr Schichten erwünscht sein, die sich zwischen der mikroporösen Membran 24 und den Bahnen 22a, 22b abwechseln.

Fig. 5 zeigt die beispielhafte Punktverbindungswalze 26 mit einem Muster aus Nuten 50, 52, die in die Außenfläche der Walze 26 eingearbeitet oder geätzt sind. Die Nuten 50, 52 erzeugen mehrere rautenförmige Punktquellen 40 zur Verwendung in den zuvor diskutierten Kalandriersystemen 20, 20". Verständlich ist, daß die Erfindung nicht durch die besondere Form oder Anordnung der Punktquellen 40 beschränkt ist und daß vielfältige kontinuierliche oder unterbrochene Reliefmuster auf der Walze 26 möglich sind.

Die Mikroporen in der Membran 24 werden durch die Punktquellen 40 an den Verbindungspunkten 42, 42" allgemein zusammengedrückt. Zusätzlich wird der virensperrende Verbundwerkstoff an den Verbindungspunkten versteift. Daher ist die prozentuale Verbindungsfläche auf der Punktverbindungswalze 26 vorzugsweise minimiert, während eine ausreichende Bindefestigkeit beibehalten wird. Allgemein machen die Punktquellen 40 7 bis 30% der Gesamtoberfläche der Musterwalze 26 aus. Um zusätzlich Punktdrücke zu minimieren, die nadelfeine Löcher in der mikroporösen Membran 24 erzeugen, liegt die Dichte der Punktquellen 40 in der Größenordnung von 1,75 Punkten/cm² bis 150 Punkten/cm² mit jeweils einer mittleren Punktgröße von etwa 4,0 bis 0,20 mm².

Gleichmäßigkeit des Spaltdruck, der Arbeitsgeschwindigkeit und der Walzentemperaturen ist für die Aufrechterhaltung der Unversehrtheit der Virensperre durch Minimieren von nadelfeinen Löchern, Minimieren von Beeinträchtigungen der Atmungsaktivität der mikroporösen Membran und Herstellen eines Verbundmaterials mit ausreichender Bindefestigkeit kritisch. Obwohl die Wechselbeziehung dieser Parameter im folgenden näher diskutiert wird, kann die Arbeitsgeschwindigkeit im Bereich von 3 bis 200 Metern/Minute und allgemein 20 bis 100 Metern/Minute bei Walzentemperaturen im Bereich von 100 bis 200ºC liegen.

Fig. 6 zeigt die Schwierigkeit, einen gleichmäßigen Spaltdruck über die vollständige Breite der Walzen 26, 28 beizubehalten. Insbesondere wird bei der Ausübung von Kräften "F" auf entgegengesetzte Enden der Walzen 26, 28 ein Biegungsmoment "B" so erzeugt, daß der Druck längs dem Spaltpunkt 30 in den Mittelabschnitten 26a, 28a der Walzen 26, 28 sinken kann. Walzen, die einen gleichmäßigen Druck von 5 bis 50 N/mm über den Spaltpunkt 30 erzeugen können, sind von New Era Converting Machine, Inc., Hawthorne, New Jersey; Webex, Lnc., Neenah, Wisconsin; Kusters, Spartanburg, South Carolina; B. F. Perkins, Chicopee, MA; und Ramisch (Greenville Machinery Corp.), Greer, SC zu beziehen.

Bei der Bewertung der Materialien der Erfindung und der Vergleichsmaterialien kamen die im folgenden dargestellten Prüfverfahren zum Einsatz.

Bindefestigkeit

Die Bindefestigkeit wurde mit einer Zugprüfmaschine "Instron Model 1122 Tensile Tester" für die Beispiele 4 bis 6 und die Vergleichsbeispiele C, D, F oder mit einem Universal- Tischzugprüfgerät "Instron Model 4465 Table Mounted Universal Testing Instrument" für die Beispiele 2, 3, 5, 7 und 8 von Instron Corporation, Canton, MA oder einer Universal-Prüfmaschine "Hounsfield H10KM Universal Testing Machine" für das Beispiel 1 und die Vergleichsbeispiele A und B von Hounsfield Test Equipment, Croydon, England geprüft. Die Meßlänge war auf 25 mm eingestellt, und die Traversengeschwindigkeit betrug 304 mm/min. Aus dem Zweischichtlaminat oder dem Dreischichtlaminat wurde eine 25 mm breite und etwa 127 mm lange Probe in Maschinenrichtung ausgeschnitten. Die Delaminierung der Probe wurde manuell eingeleitet, um zu gewährleisten, daß eine Verbindung vorlag. Die Enden der Probe wurden in die Backewdes Geräts eingespannt und mit einem Abschälwinkel von 180º mechanisch getrennt. Der mittlere Trennwert wurde vom Registrierapparat für die Verbindungsstrecke protokolliert. Als Ausfallart wurden Abschälen, Dehnen, Delaminieren oder Reißen registriert. An Dreischichtlaminaten wurden beide Verbindungsstellen geprüft.

Porosität

Die Porosität wurde nach ASTM-D726-58, Verfahren A gemessen und in Gurley-Sekunden registriert, die notwendig waren, damit 50 cm³ Luft 6,5 cm² (ein Quadrat-Inch) Stoff durchdrangen. Beim Gurley-Versuch handelt es sich um eine grobe Vorprüfung, die vor den später diskutierten, teureren MVTR-oder Virendurchdringungsprüfungen zum Einsatz kommt.

Prüfung auf Nadellöcher

Die Anzahl von nadelfeinen Löchern wurde mit einem Verfahren gezählt, das allgemein einer Abwandlung von ASTM Es 21-1992 entsprach. Die Abwandlung betrafden Einsatz einer größeren Prüffläche, d. h. 50,8 cm². Das Vorhandensein von nadelfeinen Löchern im Stoff oder Kunststoffilm auf einer Fläche von 50,8 cm² wurde mit einem Prüffluid 60 Sekunden bei 0,0138 MPa (2 psi) bestimmt.

Wasserdampfdurchlässigkeit (MVTR)

Die Bestimmung von Wasserdampfdurchlässigkeiten (MVTR) erfolgte nach ASTM-E96-80 "Upright Water Method" mit geringer Feuchtigkeit auf einer Seite und hoher Feuchtigkeit auf der anderen. Ein 100-ml-Glasgefäß mit einem Loch von 3,81 cm Durchmesser in der Mitte einer Aufschraubkappe wurde mit 50 ml Wasser gefüllt. Drei Proben mit 38 mm Durchmesser wurden aus der Verbundwerkstofffläche ausgestanzt. Jede Probe wurde mittig über der Klebstoffseite eines Folienklebstoffrings mit einer Lochfläche von 5,07 cm² aufgelegt. Auf die Probe und das Folienringloch wurde ein zweiter Folienring mit einer Lochfläche von 5,07 cm² gelegt, was eine Anordnung aus Folie/Probe/Folie ergab, die flach und knitterfrei war und keine Hohlraumbereiche in der Probenfläche hatte. Auf den Gefäßdeckel wurde eine Gummischeibe mit 4,445 cm Durchmesser gelegt. Die Anordnung aus Folie/Probe/Folie wurde auf die Gummischeibe mit der Filmseite der Probe nach oben gelegt. Die Aufschraubkappe wurde lose auf dem Gefäß plaziert. Die mit Anordnungen vervollständigten Gefäße wurden vier Stunden in eine Kammer mit konstanter Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit bei 40ºC ± 1ºC und 20 ± 2 Prozent relative Luftfeuchtigkeit gegeben. Die Aufschraubkappe wurde festgeschraubt, so daß das Probenmaterial auf gleicher Höhe wie die Kappe war und die Gummischeibe auflag. Nach-vier Stunden wurden die Gefäße aus der Kammer entfernt und auf 0,01 Gramm genau gewogen (W&sub1; = Anfangsgewicht). Die Gefäße wurden mindestens 18 Stunden wieder in die Kammer zurückgegeben. Nach mindestens 18 Stunden wurden die Gefäße aus der Kammer entnommen und erneut gewogen (W&sub2; = Endgewicht). Die Wasserdampfdurchlässigkeit in Gramm/Meter² in 24 Stunden wurde für jede Probe anhand der folgenden Formel berechnet:

Drei Meßwerte wurden für jede Probe gemittelt und auf ein Gramm genau protokolliert.

Beständigkeit gegen Virendurchdringung durch ein Pathogen im Blut

Die virensperrenden Eigenschaften eines Verbundwerkstoffs wurden nach dem ASTM-Prüfverfahren Es 22-92 bestimmt. Grundsätzlich zeigt diese Prüfung, ob eine virenhaltige Flüssigkeit das Prüfmaterial durchdringt. Ein Prüfdruck von 13,8 kPa (2 psi) wird durch die Flüssigkeit auf das Prüfmaterial ausgeübt: Anschließend wird die keine Flüssigkeit enthaltende Seite abgestrichen, und das abgestrichene Exsudat wird 24 Stunden kultiviert. Danach wird die Anzahl von Viren gezählt. Das Prüfmaterial hat erkennbare virensperrende Eigenschaften, wenn die Anzahl von Viren für jede geprüfte Probe unter 100 liegt. Allerdings liegt die Anzahl von Viren vorzugsweise unter 10 und beträgt stärker bevorzugt null für jede geprüfte Probe.

Virenbeständige Naht

Die Erfindung betrifft ferner eine verstärkte virenbeständige Naht mit geringer Oberfläche für Schutzkleidung. Die Naht mit geringer Oberfläche ist so gestaltet, daß sie ausreichende Zugfestigkeit hat und dem Benutzer erhöhten Komfort bietet. Das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung einer komfortablen verstärkten virenbeständigen Naht weisen ein UTtraschallschweißrad auf, das wesentlich höhere Produktionsgeschwindigkeiten als andere Radgestaltungen ermöglicht.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften verstärkten virenbeständigen Naht 70 für einen beispielhaften Schutzkleidungsartikel (siehe z. B. Fig. 10). Eine erste und zweite Bahn 72, 74 werden so angeordnet, daß sie eine Siegelkante 76 bilden. Ein Verstärkungsstreifen 78 wird auf eine Seite der Siegelkante 76 während eines im folgenden näher diskutierten Ultraschallschweißverfahrens gelegt. Verständlich ist, daß mehr als ein Verstärkungsstreifen 78 für die Naht 70 verwendet werden und daß die Position des Streifens 78 variieren kann. Zum Beispiel kann der Verstärkungsstreifen 78 zwischen den Bahnen 72, 74 oder auf jeder Seite von ihnen angeordnet werden. Die Schweißstelle 79 ist zur Siegelkante 76 unmittelbar benachbart und liegt vorzugsweise innerhalb von 0,794 bis 6,35 mm (1/32" bis 1/4") von der Siegelkante 76. Da das distale Ende 81 des Verstärkungsstreifens 78 nicht dem Schweißverfahren unterzogen wird, bleibt es weich, geschmeidig und für den Träger komfortabel.

Die Bahnen 72, 74 und der Verstärkungsstreifen 78 können aus vielfältigen Gewebe- oder Vliesmaterialien mit einer thermoplastischen Komponente wie zueor diskutiert aufgebaut sein. Zu anderen mikroporösen Filmen mit erwünschter Atmungsaktivität und Wasserdampfdurchlässigkeit gehören: orientierte Teilchenfilme, z. B. die gemäß der Beschreibung in der US-A- 4777073, US-A-4347844, US-A-5176953 und US-A-5317035; Kaltdichtfilme, die durch Heiß- und Kaitrecken porös gemacht sind, z. B. gemäß der Beschreibung in den US-A-5013439, US-A- 3839240, US-A-3426754, US-A-3843761, US-A-3801404 und US-A-, 3801692; sowie andere thermisch induzierte phäsengetrennte Filme, z. B. gemäß der Beschreibung in den US-A-4867881, US- A-4539256 und US-A-4519909.

Fig. 8 zeigt eine alternative virenbeständige Naht 70' unter Nutzung der Virenbeständigen Verbundwerkstoffe 48, 49. Die Schmelzspinnbahn 22 des virensperrenden Verbundwerkstoffs 48 ist so angeordnet, daß sie einen Eingriff mit den Schmelzspinnbahnen 22a auf dem virensperrenden Dreischichtlaminat- Verbundwerkstoff 49 herstellt. Der Verstärkungsstreifen 78 ist benachbart zur mikroporösen Membran 24 auf dem Zweischichtlaminat 48 angeordnet. Der Verstärkungsstreifen kann eine Web- oder Vliesbahn sein, die hauptsächlich aus Polypropylenfasern oder einem Film aufgebaut ist. Eine 136 Gramm/m² (4 oz/yd2) schwere Polypropylenyliesbahn, die zum Einsatz als Verstärkungsstreifen geeignet ist, kann von Poly-Bond, Inc. unter der Teile-Nr. 06525 bezogen werden. Verständlich ist, daß vielfältige andere Materialien, die mit den virensperrenden Verbundwerkstoffen 48, 49 thermisch verbindbar sind, für den Verstärkungsstreifen 78 geeignet sein können.

Um eine feste Schweißung 79' längs der Naht 70' zu erreichen, wird ein Abschnitt der virensperrenden Zweischichtlaminat- und Dreischichtlaminat-Verbundwerkstoffe 48, 49 und des Verstärkungsstreifens 78 durch das nachstehend diskutierte Ultraschallschweißverfahren in einen geschmolzenen Zustand versetzt. Das geschmolzene thermoplastische Material fließt um die nicht geschmolzenen Fasern der Schmelzspinnvliesbahnen 22, 22a, 22b, die auf die mikroporöse Membran 24 laminiert sind, und haftet an ihnen.

Die durch den Ultraschallgenerator übertragene optimale Energiemenge ist eine Funktion der Verweilzeit unter dem Ultraschallschweißrad, des Spalts zwischen dem Schweißrad und dem Ultraschallgenerator, der Amplitude des Ultraschallgenerators sowie der Masse und Zusammensetzung des verschweißten Materials. Für einen bestimmten virensperrenden Film oder Verbundwerkstoff kann übermäßige Ultraschallenergie an der Schweißstelle das Material schwächen. Es wird davon ausgegangen, daß ein Verstärkungsstreifen 78, der mit dem Zweischichtlaminat 48 und Dreischichtlaminat 49 thermisch verbindbar ist, der Schweißfläche zusätzliche Materialmasse zufügt, mit der die Möglichkeit sinkt, daß die mikroporöse Membran 24 und ihre virensperrenden Fähigkeiten durch das Schweißverfahren beeinträchtigt werden.

Fig. 9A ist eine schematische Darstellung eines Ultraschallschweißsystems 90, das zur Herstellung einer virenbeständigen Naht 70, 70' geeignet ist. Ein Schweißrad 91 hat eine Schneidkante 92 unmittelbar benachbart zu einer massiven Siegelfläche 94. Vorzugsweise hat die massive Siegelfläche 94 eine Breite "s" von etwa 1,524 mm (0,060"). Die Schneidkante 92 hat eine V-Form mit einem Winkel von etwa 60º. Eine zum erfindungsgemäßen Betrieb geeignete Ultraschallschweißeinheit ist von Sonobond Corporation, Westchester, PA unter der Modell-Nr. LM-920 erhältlich. Verständlich ist, daß vielfältige handelsübliche Ultraschallschweißeinheiten für diesen Zweck geeignet sein können.

Das kritische Maß oder der Spalt 96 zwischen der massiven Siegelfläche 92 und dem Ultraschallgenerator 98 ist eine Funktion der Dicke und Zusammensetzung der Bahnen 72, 74 und des Verstärkungsstreifens 78, der Schwingungsamplitude und der Geschwindigkeit, mit der das Material unter dem Schweißrad 91 durchläuft. Zusätzlich muß der Raddruck ausreichend sein, um beim Schweißen zu schneiden oder eine leicht entfernbare Einfassung herzustellen. Schließlich liegt die Spitze-Spitze-Schwingungsamplitude allgemein im Bereich des Spalts. Im folgenden sind spezifische Beispiele dargestellt. Festgestell wurde; daß auch die Schweißgeschwindigkeit wesentlich die Zugfestigkeit von Ärmelnähten und die Anzahl erzeugter nadelfeiner Löcher beeinflußt. Typischerweise erhöhen langsamere Schweißgeschwindigkeiten die Zugfestigkeit und senken die Anzahl von nadelfeinen Löchern. Langsamere Schweißgeschwindigkeiten steigern die Zugfestigkeit, und eine höhere Amplitude erhöht normalerweise die Zugfestigkeit ebenfalls. Es scheint eine Obergrenze zu geben, über die hinaus die Ausgangsamplitude nicht eingestellt werden kann, ohne übermäßig viele nadelfeine Löcher zu erzeugen. Angenommen wird, daß der Übergang in einem Amplitudenbereich über 0,0762 mm (0,004 Inch) stattfindet.

Für die Naht 70' von Fig. 8, die aus den virensperrenden Verbundwerkstoffen 48, 49 aufgebaut ist, extrudiert die massive Siegelfläche 94 des Schweißrads 91 geschmolzenes Polypropylen in die zur Schweißstelle 79' benachbarten Schmelzspinnfasern. Der Spalt 96 zwischen der massiven Siegelfläche 94 am Schweißrad 91 und dem Ultraschallgenerator 98 beeinflußt den Grad, in dem die Schmelzspinnfasern nahe der Naht 70' geschwächt werden, sowie die Menge von thermoplastischem Material, das durch das Schweißverfahren erzeugt wird. Ist der Spalt 96 zu klein, zerfallen die Fasern nahe der Schweißfläche, was die virensperrenden Verbundwerkstoffe 48, 49 und die Naht 70' schwächt. Ist der Spalt 96 zu groß; wird nicht genügend geschmolzenes thermoplastisches Material erzeugt, und die resultierende Naht 70' ist schwach.

Fig. 10 ist ein beispielhafter Schutzkleidungsartikel 100, für den das Verfahren und die Vorrichtung genutzt werden können. Die Schutzkleidung 100 hat einen Körperabschnitt 102 mit einem Paar Ärmelbefestigungskanten 104, 106, an denen ein offenes Ende 108, 110 eines ersten bzw. zweiten Ärmels 112, 114 befestigt werden kann. Festgestellt wurde, daß Ärmelbefestigungsnähte 116, 118 vorzugsweise eine Zugfestigkeit über fünf Pound je Inch haben. In dieser beispielhaften Ausführungsform können die Ärmel 112, 114 aus dem Dreischichtlaminat-Verbundwerkstoff 49 aufgebaut sein, um Komfort und eine größere Trägerfestigkeit zu verleihen, während der Körperabschnitt 102 aus einem Zweischichtlaminat-Verbundwerkstoff 48 aufgebaut sein kann, um Kosten und Gewicht zu minimieren. Die mittlere Nahtfestigkeit der verstärkten virenbeständigen Nähte 70, 70' beträgt normalerweise 7,5 Pound je Inch und liegt allgemein in einem Bereich von 5,7 bis 9,3 Pound je Inch, was in den später näher aufgeführten Beispielen diskutiert wird. Verständlich ist, daß die verstärkten virenbeständigen Nähte 70, 70' für beliebige Nähte der Schutzkleidung 100 verwendet werden können. Durch die nachfolgenden Beispiele werden Aufgaben und Vorteile der Erfindung näher veranschaulicht, wobei aber die in diesen Beispielen angegebenen speziellen Materialien und deren Mengen sowie andere Bedingungen und Einzelheiten nicht als Einschränkung der Erfindung aufzufassen sind. Sofern nicht anders angegeben oder anderweitig ausgewiesen, sind sämtliche Materialien handelsüblich.

BEISPIELE Beispiel 1

Hergestellt wurde ein Zweischichtlaminat durch thermische Punktverbinden einer 0,0305 mm starken mikroporösen Membran, hergestellt gemäß der Beschreibung im Beispiel 9 der US-A = 5260360 (Mrozinski et al.) vom 9. November 1993, mit der Ausnahme, daß das Mischungsverhältnis von Materialien 62,5/ 1,5/2,5/33,5 PP/FCO/BLUE RED 8515 von Hoechst-Celanese, Charlotte, NC/MO betrug, mit einer Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn, im Handel als Style No. 341, 33,9 g/m², Farbe himmelblau von Poly-Bond, Inc.., Waynesboro, VA erhältlich. Die Bedingungen für das thermische Punktverbinden der Membran zeigt Tabelle 1. Die Membran stand mit der erwärmten Glattwalze in Berührung, und die Vliesbahn stand mit der erwärmten Musterwalze in Berührung. Die Bahnbreite betrug etwa 1,66 Meter. Die Stahlmusterwalze hatte ein rautenförmiges Punktverbindungsmuster: Die Punktverbindung stellte etwa 20% Verbindungsfläche mit 21,7 Punkten/cm² und einer Einzelverbindungspunktgröße von 0,8 mm² dar. Die Zweischichtlaminate wurden auf Bindefestigkeit in Maschinenrichtung, Porosität (Gurley), nadelfeine Löcher, virensperrende Eigenschaften und MVTR geprüft. Die Prüfverfahren sind vorstehend beschrieben, und die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Für jedes Prüfverfahren wurden mindestens drei Prüfungen durchgeführt.

Vergleichsbeispiel A

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 hergestellt und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Dieses Beispiel stellt die gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 mit Ausnahme einer Erhöhung der Glattwalzentemperatur dar, die bewirkte, daß das Zweischichtlaminat die Bindefestigkeit steigerte, Porosität verlor und die Anzahl von nadelfeinen Löchern erhöhte.

Beispiel 2

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 hergestellt und geprüft. Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Vergleichsbeispiel B

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 hergestellt und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Dieses Beispiel stellt die gleichen Bedingungen wie im Beispiel 2 mit. Ausnahme einer Senkung der Walzentemperaturen und der sich daraus ergebenden verringerten Bindefestigkeit dar.

Beispiel 3

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die rautenförmige Punktverbindung etwa eine 21,6%ige Verbindungsfläche mit 51,0 Punkten/cm² und einer Einzelverbindungspunktgröße von 0,42 mm² ausmachte. Tabelle 2 zeigt die Prüfergebnisse.

Beispiel 4

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die rautenförmige Punktverbindung etwa eine 21,6%ige Verbindungsfläche mit 51,0 Punkten/cm² und einer Einzelverbindungspunktgröße von 0,42 mm² ausmachte. Tabelle 2 zeigt die Prüfergebnisse.

Vergleichsbeispiele C und D

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß die rautenförmige Punktverbindung eine etwa 21,6%ige Verbindungsfläche mit 51,0 Punkten/cm² und einer Einzelverbindungspunktgröße von 0,42 mm² ausmachte. Tabelle 2 zeigt die Prüfergebnisse. Diese Beispiele stellen die gleichen Walzentemperaturen und den gleichen Druck wie im Beispiel 4 bei verringerter Arbeitsgeschwindigkeit und der sich daraus ergebenden erhöhten Anzahl von nadelfeinen Löchern und der Zunahme der Bindefestigkeit dar.

Beispiel 5

Zehn Proben des Zweischichtlaminats wurden gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 mit der Ausnahme ' hergestellt, daß die rautenförmige Punktverbindung eine etwa 17 bis 20%ige Verbindungsfläche ausmachte. Ein 2 Meter breiter Kalander, der eine Glattwalze mit 1 mm Balligkeit hatte, wurde mit einem Spalt versehen, indem Beilagenmaterial zwischen den Lagergehäusen der Walzen plaziert wurde. Dies ergab einen Spalt von etwa 2 Milli-Inch zwischen den Walzen an den 450- bis 500-mm-Außenkantender Bahn. Geprüft wurden die äußeren 500 mm längs einer Kante des Materials, und die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 6

Das Zweischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 1 unter den Bedingungen von Tabelle 1 mit der Ausnähme hergestellt, daß die rautenförmige Punktverbindung eine etwa 15%ige Verbindungsfläche ausmachte. Ein Spalt wurde zwischen den beiden Stahlwalzen- eingestellt. Die Bahnbreite betrug etwa 0,5 Meter. Tabelle 2 zeigt die Prüfergebnisse.

Tabelle 1

¹Zwischen den Walzen wurde ein Spalt eingestellt, statt Druck zum Zusammenhalten der Walzen zu verwenden.

Tabelle 2

¹Die mikroporöse Membran hatte einen Gurley-Wert von etwa 60 s/50 cm³ vor Laminierung.

Beispiel 7

Hergestellt wurden Dreischichtlaminate durch thermisches Punktverbinden einer 0,0305 mm starken mikroporösen Membran, hergestellt gemäß Beispiel 9 der US-A-5260360 (Mrozinski et al.) vom 9. November 1993, mit der Ausnahme, daß das Mischungsverflältnis von Materialien 62,5/1,5/2,5/33,5 PP/FCO/- BLUE RED 8515 von Hoechst-Celanese, Charlotte, NC/MO betrug, mit einer Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn, im Händel als Style No: 341, 33,9 g/m², Farbe himmelblau von Poly-Bond, Inc., Waynesboro, VA erhältlich. Die Bedingungen für das Verbinden der Membran mit der Bahn zeigt Tabelle 3. Eine Bahn befand sich neben der erwärmten Glattstahlwalze, und die andere Bahn war zur erwärmten Musterwalze benachbart, wobei sich die Membran zwischen den Bahnen befand. Die Bahnbreiten betrugen etwa 1,66 Meter. Die Stahlmusterwalze hatte ein rautenförmiges Punktverbindungsmuster, das etwa 20% Verbindungsfläche mit 21,7 Punkten/cm² und einer Einzelverbindungspunktgröße von 0,8 mm² ausmachte. Die Dreischichtlaminate wurden auf Bindefestigkeit in Maschinenrichtung, nadelfeine Löcher, virensperrende Eigenschaften und MVTR geprüft. Die Prüfverfahren sind vorstehend beschrieben, und die Prüfergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel 8

Das Dreischichtlaminat wurde gemäß Beispiel 7 unter den Bedingungen von Tabelle 3 mit der Ausnahme hergestellt, daß die rautenförmige Punktverbindung eine etwa 21,6%ige Verbindungsfläche mit 51,0 Punkten/cm² und einer Einzelverbindungspunktgröße von 0,42 mm² ausmachte. Tabelle 4 zeigt die Prüfergebnisse.

Tabelle 3
Tabelle 4

Beispiel 9

Hergestellt wurden Nähte gemäß Fig. 8 unter Verwendung eines Dreischichtlaminat aus einer mikroporösen Membran, hergestellt gemäß Beispiel 9 der US-A-5260360 (Mrozinski et al.) vom 9. November 1993 mit der Ausnahme, daß das Mischungsverhältnis von Materialien 62,5/1,5/2,5/33,5 PP/FCO/BLUE RED 8515 (zu beziehen von Hoechst-Celanese, Charlotte, NC)/MO betrug, die zwischen zwei Schichten aus einer Polypropylen- Schmelzspinnvliesbahn thermisch verbunden war, die im Handel als Style No. 341, 33,9 g/m², Farbe himmelblau von Poly-Bond, Inc., Waynesboro, VA erhältlich ist, eines Zweischichtlaminats aus dem mikroporösen Membranmaterial, das mit einer Schicht der Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn so thermisch verbunden war, daß die Vliesseite mit dem Vlies des Dreischichtlaminats in Berührung stand, und eines Verstärkungsstreifens aus einer 135,6 g/m² (4 oz/yd²) schweren Polypropylen-Schmelzspinnvliesbahn, die im Handel als "Style 06525 Industrial Spunbonded Polypropylene" von Poly-Bond, Inc. erhältlich ist. Die Bedingungen für das thermische Punktverbinden für das Zweischichtlaminat und das Dreischichtlaminat sind in Tabelle 5 dargestellt. Kombiniert wurden diese Laminate durch Ultraschallschweißen mit einer Ultraschallschweißeinheit, die im Handel als Modell Nr. 2M-920 von Sonobond Corporation, Westchester, PA erhältlich ist, mit einem Schweißrad gemäß Fig. 9A. Die Schweißradgeschwindigkeit war auf 5 eingestellt, die Einstellung der Trichtergeschwindigkeit betrug 5, die Leistungseinstellung betrug 5, und die Druckeinstellung betrug 0,414 MPa (60 psi). Den Spalt zwischen der massiven Siegelfläche und einem Ultraschalltrichter zeigt Tabelle 6. Diese Einstellungen erzeugen Nähta mit ausreichender Zugfestigkeit bei Schweißgeschwindigkeiten bis 12,31 Metern/Minute (40 Fuß/Minute). Die Zugfestigkeitsbestimmung der Schweißung erfolgte mit einer Abwandlung des ASTM-Prüfverfahrens D5035-90 unter Verwendung einer Zugprüfmaschine "Instron Model 1122 Tensile Tester" der Instron Corporation, Canton, MA. Die Meßlänge war auf 5,08 cm (2 Inch) eingestellt, die Traversengeschwindigkeit betrug 304 mm/min. Die Nähte wurden so hergestellt, daß die Nahtprüfung in senkrechter Richtung zur Maschinenrichtung erfolgte (Quermaschinenrichtung). Die Ergebnisse der Zugfestigkeitsprüfung an der Schweißung sind in Tabelle 6 gezeigt.

Tabelle 5 Thermische Punktverbindungsbedingungen für

Vergleichsbeispiel G

Nähte wurden unter Verwendung des gleichen Zweischichtlaminats und Dreischichtlaminats wie im Beispiel 9 ohne den Verstärkungsstreifen hergestellt. Die Laminate wurden durch Ultraschallschweißen gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahme kombiniert, daß das verwendete Schweißrad Fig. 9B entsprach und der Spalt zwischen Schweißrad und Trichter verringert wurde, um die unterschiedliche Dicke ohne den Verstärkungsstreifen auszugleichen. Die Zugfestigkeit der Schweißung wurde wie im Beispiel 9 geprüft, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Beispiel 10

Nähte wurden unter Verwendung von zwei Zweischichtlaminaten zwischen zwei Verstärkungsstreifen gemäß Beispiel 9 hergestellt. Die Laminatstoffe und Streifen wurden mit zusammenliegenden Vliesseiten der Laminate durch Ultraschallschweißen gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahme kombiniert, daß das verwendete Schweißrad Fig. 9A entsprach und der Spalt, zwischen Schweißrad und Trichter vergrößert wurde, uni die unterschiedliche Dicke der Laminate und des zusätzlichen Verstärkungsstreifens auszugleichen. Die Prüfung der Zugfestigkeit der Schweißung erfolgte wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme, daß die Nähte so hergestellt wurden, daß die Nahtprüfung in Maschinenrichtung erfolgte, wobei die Ergebnisse in Tabelle 6 dargestellt sind.

Vergleichsbeispiel H

Hergestellt wurden Nähte mit zwei Zweischichtlaminaten ohne den Verstärkungsstreifen gemäß Fig. 9 unter Verwendung des Schweißrads von Fig. 9B. Die Laminatstoffe wurden durch Ultraschallschweißen gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahme kombiniert, daß der Spalt zwischen Schweißrad und Trichter verkleinert wurde, um die unterschiedliche Dicke der Laminate ohne den Verstärkungsstreifen auszugleichen. Die Prüfung der Zugfestigkeit der Schweißung erfolgte wie im Beispiel 9 mit. der Ausnahme, daß die Nähte so hergestellt wurden, daß die Nahtprüfung in Maschinenrichtung erfolgte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 11

Hergestellt wurden Nähte unter Verwendung von zwei Polyethylen-Zweischichtlaminaten, die im Handel als "Daltex CN4 Polyethylene Barrier Fabric" von Don and Low Nonwovens Ltd., Forfar, Scotland erhältlich sind, und einem Verstärkungsstreifen, hergestellt aus 2 Schichten aus durchsichtigem Polyethylen-Beutelmaterial in Futterqualität, das im Handel von Polar Plastics; Oakdale, MN zu beziehen ist. Die Oberfläche des Beutelmaterials wurde vor dem Schweißen durch Abwischen mit einem hexangetränkten Papierhandtuch gereinigt. Die Laminatstoffe und der Verstärkungsstreifen wurden durch Ultraschallschweißen gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahmekombiniert, daß das verwendete Schweißrad Fig. 9B entsprach und der Spalt zwischen Schweißrad und Trichter eingestellt wurde, um die unterschiedliche Dicke der Laminate und des Streifens auszugleichen. Die Zugfestigkeit der Schweißung wurde wie im Beispiel 9 geprüft, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Vergleichsbeispiel I

Nähte wurden unter Verwendung von zwei Zweischichtlaminaten ohne den für Beispiel 11 beschriebenen Verstärkungsstreifen hergestellt. Die Laminatstoffe wurden durch Ultrachallschweißen gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahme kombiniert, daß das verwendete Schweißrad Fig. 9B entsprach und der Spalt zwischen Schweißrad und Trichter verkleinert wurde, um die unterschiedliche Dicke der Laminate ohne den Verstärkungsstreifen auszugleichen. Die Zugfestigkeit der Schweißung wurde wie im Beispiel 9 geprüft, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Beispiel 12

Hergestellt wurden Nähte unter Verwendung von zwei 30 Gramm je Quadrat-Yard schweren Nylon/Rayon-Vliesdiskettenfuttermaterialien, im Handel als "#9245" von Veratec, Walpole, MA zu beziehen, und einem Verstärkungsstreifen, hergestellt aus einer Schicht eines Polyesterfilms, der im Handel als "PP2500 Transparency Film" von 3M, St. Paul, MN erhältlich ist. Die Vliesstoffe und der Streifen wurden durch U1- traschallschweißen wie im Beispiel 9 mit der Ausnahme kombiniert, daß das verwendete Schweißrad Fig. 9B entsprach und der Spalt zwischen Schweißrad und Trichter eingestellt wurde, um die unterschiedliche Dicke der Laminate und des Streifens auszugleichen. Die Zugfestigkeit der Schweißung wurde wie im Beispiel 9 geprüft, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Vergleichsbeispiel J

Nähte wurden mit den beiden Vliesstoffen ohne den für Beispiel 12 beschriebenen Verstärkungsstreifen hergestellt. Die Laminatstoffe wurden durch Ultraschallschweißen gemäß Beispiel 9 mit der Ausnahme kombiniert, daß das verwendete Schweißrad Fig. 9B entsprach und der Spalt zwischen Schweißrad und Trichter verklesnert wurde, um die unterschiedliche Dicke der Laminate ohne den Verstärkungsstreifen auszugleichen. Die Zugfestigkeit der Schweißung wurde wie im Beispiel 9 geprüft, und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Tabelle 6

Allgemein sind verstärkte Nahtschweißungen fester als die gleiche Schweißung ohne Verstärkungsstreifen.

Obwohl die Erfindung anhand von spezifischen bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte deutlich sein, daß andere Ausführungsformen unter Nutzung des Konzepts der Erfindung möglich sind, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise soll die Erfindung nicht auf die in den bevorzugten Ausführungsformen offenbarten spezifischen- Bahnen beschränkt sein; statt dessen ist die Erfindung durch die Ansprüche und deren Äquivalente festgelegt.


Anspruch[de]

1. Virensperrender Verbundwerkstoff mit einer thermoplastischen mikroporösen Membran, die auf mindestens einer Seite mit einer atmungsaktiven thermoplastischen Bahn thermisch verbunden ist, der erhältlich ist durch Kalandrieren einer Anordnung aus der thermoplastischen mikroporösen Membran und der atmungsaktiven thermoplastischen Bahn zwischen einer Glattwalze und einer erwärmten Musterwalze, wobei der virensperrende Verbundwerkstoff virensperrende Eigenschaften, die weniger als 100 Viren nach dem ASTM-Verfahren Es 22-1992 durchlassen, eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 700 g/m²/24 Stunden, eine als Gurley-Porosität ausgedrückte Luftdurchlässigkeit unter 1000 Sekunden/50 cm³ und eine Bindefestigkeit zwischen der thermoplastischen mikroporösen Membran und der atmungsaktiven thermoplastischen Bahn von mindestens 0,07 N/cm hat.

2. Virensperrender Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die thermoplastische mikroporöse Membran ein thermoplastisches Polymer und eine wasser- und ölabstoßende chemische Eluorverbindung aufweist, die eine mikroporöse Membran mit oleophoben und hydrophoben Eigenschaften bilden.

3. Virensperrender Verbundwerkstoff nach Anspruch 2, wobei die mikroporöse Membran Polypropylen aufweist.

4. Virensperrender Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die als Gurley-Porosität ausgedrückte Luftdurchlässigkeit unter 500 Sekunden/50 cm³ beträgt.

5. Virensperrender Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, wobei die thermoplastische Bahn eine verbundene Polypropylen- Schmelzspinnvliesbahn aufweist.

6. Virensperrender Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, wobei unter 10 Viren und vorzugsweise kein Virus nach dem, ASTM-Prüfverfahren Es 22-1992 durchgelassen werden.

7. Schutzkleidungsartikel, der aus dem virensperrenden Verbundwerkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufgebaut ist.

8. Schutzkleidungsartikel nach Anspruch 7 mit mindestens

einer verstärkten virenbeständigen Naht, wobei die virenbeständige Naht aufweist:

einen ersten virensperrenden Verbundwerkstoff mit einer ersten Befestigungskante;

einen zweiten virensperrenden Verbundwerkstoff mit einer zweiten Befestigungskante, der mit dem ersten virenbeständigen Verbundwerkstoff so angeordnet ist, daß eine gemeinsame Nahtkante gebildet ist, die sich längs der ersten und zweiten Befestigungskante erstreckt;

mindestens einen Verstärkungsstreifen, der sich längs der gemeinsamen Nahtkante erstreckt und aus einem thermoplastischen Material aufgebaut ist, das mit dem ersten und zweiten virensperrenden Verbundwerkstoff thermisch verbindbar ist; und

eine Ultraschallschweißung, die die erste und zweite Befestigungskante und den Verstärkungsstreifen verbindet und sich allgemein längs einer Siegelkante erstreckt, um die verstärkte virenbeständige Naht zu bilden.

9. Schutzkleidungsartikel nach Anspruch 8, wobei die Ultraschallschweißung einen Schweißlinienversatz unter 1,0 cm von der Siegelkante aufweist.

10. Verfahren zum thermischen Verbinden eines virensperrenden Verbundwerkstoffs mit den folgenden Schritten: Kalandrieren einer Anordnung mit einer atmungsaktiven mikroporösen Membran und einer atmungsaktiven thermoplastischen Bahn zwischen einer Glattwalze und einer erwärmten Musterwalze, um einen virensperrenden Verbundwerkstoff mit virensperrenden Eigenschaften, die weniger als 100 Viren nachdem ASTM-Verfahren E522-1992 durchlassen, einer Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 700 g/m²/24 Stunden und einer Bindefestigkeit zwischen der mikroporösen Membran und der thermoplastischen Bahn von mindestens 0,07 N/cm zu erzeugen, wobei ein Druck an einem Spalt zwischen der Glattwalze und der Musterwalze 5 bis 50 N/mm beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die atmungsaktive mikroporöse Membran so positioniert wird, daß sie die erwärmte Glattwalze berührt, und die atmungsaktive thermoplastische Bahn so positioniert wird, daß sie die Musterwalze berührt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Arbeitsgeschwindigkeit der Glattwalze und der Musterwalze an einem Spaltpunkt allgemein 20 bis 100 Meter/Minute oder 100 bis 200 Meter/Minute beträgt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Temperatur der Walzen etwa 100 bis 200ºC beträgt.

14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Musterwalze eine prozentuale Verbindungsoberfläche mit etwa 7 bis 30%, vorzugsweise 15 bis 25%, der Punktverbindungswalze hat.

15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Musterwalze eine Punktverbindungswalze mit einer Dichte der Verbindungspunkte von etwa 1,75 bis 150 Punkten/cm² aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Musterwalze eine Punktverbindungswalze aufweist, wobei eine Oberfläche der Verbindungspunkte auf der Punktverbindungswalze etwa 4,0 bis 0,20 mm² beträgt.

17. Verfahren nach Anspruch 10, ferner mit dem Schritt des Aufbauens eines Schutzkleidungsartikels aus dem virensperrenden Verbundwerkstoff.

18. Verfahren zum Aufbauen des Schutzkleidungsartikels nach Anspruch 17, ferner mit den folgenden Schritten:

Anordnen einer ersten und einer zweiten Befestigungskante eines ersten bzw. eines zweiten virensperrenden Verbundwerkstoffs, um eine gemeinsame Nahtkante zu bilden;

Positionieren mindestens eines Verstärkungsstreifens, so daß er sich längs der gemeinsamen Nahtkante erstreckt, wobei der Verstärkungsstreifen aus einem thermoplastischen Material aufgebaut ist, das mit dem ersten und zweiten virensperrenden Verbundwerkstoff thermisch verbindbar ist; und

Herstellen einer Ultraschallschweißung längs der gemeinsamen Nahtkante, um die erste und zweite Befestigungskante sowie den Verstärkungsstreifen so zu verbinden, daß die virenbeständige Naht hergestellt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Schritt des Herstellens der Ultraschallschweißung den folgenden Schritt aufweist: Durchführen der gemeinsamen Nahtkante des Verstärkungsstreifens sowie des ersten und zweiten virensperrenden Verbundwerkstoffs zwischen einem Ultraschallschweißrad mit einer zu einer Schweißfläche unmittelbar benachbarten Schneidkante und einem Ultraschallgenerator.







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