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Elastomere
Materialien werden in Anwendungen wie Babywindeln und Inkontinenzhilfsmittel
für Erwachsene
breit verwendet. Diese Materialien werden typischerweise in den
am Körper
festhaltenden Teilen der Kleidungsstücke verwendet. Zum Beispiel
beschreiben U.S.-Patent-Nr. 4,681,580 von Reising et al. und U.S.-Patent-Nr.
4,710,189 von Lash die Verwendung derartiger Materialien in Windeln.
Materialien dieser Beschaffenheit werden ausführlicher in U.S.-Patent-Nr.
3,819,401 von Massengale et al., U.S.-Patent-Nr. 3,912,565 von Koch
et al., U.S.-Patent-Nr. RE 28,688 von Cook und U.S.-Patent-Nr. 4,820,590
von Hodgson et al. beschrieben.
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Eine
Schwierigkeit in der Verwendung von Elastomeren für andere
Anwendungen, wie in Stirnbändern,
ist, dass sie typischerweise verhältnismäßig unnachgiebige Belastungs-/Spannungskennzeichen
aufweisen. Materialien mit einem hohen Elastizitätsmodul sind unbequem für den Träger. Probleme
mit einem verhältnismäßig steifen
oder mit einem hohen Elastizitätsmodul
versehenen Material können
durch den Reibungskoeffizienten und Einschnüren des Elastomers übertrieben
werden, was bewirken kann, dass das Material den Träger beißt oder
kneift.
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In
Masken- und Atemschutzmaskenanwendungen ist die Bequemlichkeit des
Trägers
wichtig. Die Masken und Atemschutzmasken können für lange Zeiträume getragen
werden. Demgemäß sollten
die Stirnbänder
glatt und weich sein. Um jedoch eine gute Abdichtung zwischen der
Maske oder Atemschutzmaske und dem Kopf des Trägers zu ermöglichen, sollte die Oberfläche des
Stirnbands nicht rutschig sein. Stirnbänder können aufgrund des Gewichts
der Atemschutzmaske oder Maske und der durch das gestreckte Stirnband ausgeübten Kraft
rutschen, wenn dieses um den Kopf des Trägers angebracht wird.
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Öl und Wärme werfen
ein anderes Problem bezüglich
Stirnbandanwendungen auf. Menschen scheiden Öl aus der Haut aus. Das Stirnband
kommt entlang des Gesichts und Haars des Trägers mit diesem Öl in Kontakt. Öl kann,
in Kombination mit Wärme,
den Abbau vieler Materialien bewirken, die anderenfalls zur Verwendung
in Stirnbändern
geeignet wären.
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Demgemäß gibt es
einen Bedarf für
elastomere Verbunde und Verbundstoffe, die eine weiche und glatte
Empfindung bereitstellen, gleichwohl sie nicht-rutschende Kennzeichen
aufweisen.
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Zusätzlich gibt
es einen Bedarf für ölbeständige elastomere
Verbunde und Verbundstoffe, die zur Verwendung in Stirnbändern geeignet
sind.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elastomere Verbundfolie, wie
in Anspruch 1 beschrieben, und ein aus der elastomeren Verbundfolie
hergestelltes Stirnband, wie in Anspruch 2 beschrieben. Die Verbundmaterialien
sind bei Berührung
weich und glatt, weisen jedoch nicht-rutschende Kennzeichen auf.
Die Materialien weisen mindestens ein getrenntes elastomeres Kernmaterial
in Form einer Schicht oder Zone, und mindestens eine Oberflächenschicht
auf. Der Kern umfasst ein thermoplastisches und extrudierbares Polymer,
wie ein „KRATON"-Polymer, verkauft
durch Shell Chemical Company aus Beaupre, Ohio. Dieser Kern stellt
elastomere Eigenschaften für
das Material bereit.
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Die
polymere Oberflächenschicht
umfasst ein halbkristallines oder amorphes Polymer und ein elastomeres
Block-Copolymer oder ein Haftklebemittel, deren Kombination weniger
elastisch ist als die Kernschichten) und die permanente Verformung
mit einem Streckungsprozentsatz erleiden wird, den der elastomere
Verbund erleiden wird. Die Reibungskraft dieser Oberflächenschicht
gegenüber
einer Oberfläche
kann durch Einstellen der Mischung von Polymer und Block-Copolymer
oder Haftklebemittel verändert
werden. Die polymere(n) Oberflächenschichten)
kann (können)
eine derartige Mikrostruktur erhalten, dass die Oberfläche berg- und
talartige Unregelmäßigkeiten
oder Falten aufweist, die groß genug
sind, um durch das bloße
menschliche Auge wahrgenommen zu werden, aber klein genug sind,
um bei Berührung
als glatt oder weich wahrgenommen zu werden. Diese Schicht kann
funktionieren, um gesteuerte Lösung
oder Rückführung des
gestreckten Elastomers zu erlauben, um das Elastizitätsmodul
des elastomeren Materials zu modifizieren, und/oder die Form des
Materials zu stabilisieren.
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Erhöhte Ölbeständigkeit
kann in der vorliegenden Erfindung durch Zugabe eines Ölbeständigkeitsvermittlers
in die Kernschicht erreicht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Ölbeständigkeitsvermittler
ein Poly(phenylenoxid). Andere Ölbeständigkeitszusatzstoffe
können
zugegeben werden, um die Ölbeständigkeit
zu erhöhen.
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Das
Material der vorliegenden Erfindung ist gut für Anwendungen geeignet, wobei
Bequemlichkeit durch eine glatte und weiche Berührung erhöht wird und Sicherheit durch
eine nicht-rutschende Oberfläche erhöht wird.
Derartige Anwendungen schließen
Stirnbänder
für Atemschutzgeräte, wie
Atemschutzmasken, Operationsmasken, Reinraummasken, Gesichtsmasken,
Staubschutzmasken und eine Vielfalt anderer Gesichtsbedeckungen
ein.
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1 ist ein Querschnittssegment
eines extrudierten Verbunds der Erfindung vor der Bildung einer
Mikrostruktur.
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2 ist ein Querschnittssegment
eines Verbundstoffs der vorliegenden Erfindung.
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3 ist ein Querschnittssegment
von 1 des Verbunds mit
einer durch einachsiges Strecken der Folie der Erfindung bewirkte
Mikrostruktur.
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4 ist eine Belastungs-/Spannungskurve
für einen
Verbund der vorliegenden Erfindung.
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5 ist eine Belastungs-/Spannungskurve
für einen
Verbund der vorliegenden Erfindung.
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Beim
Beschreiben der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung wird ein besonderes Fachvokabular um der Eindeutigkeit
willen verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein neuartige, mehrschichtige
elastomere Materialien mit mindestens einem elastomeren Kernmaterial
und einer Oberflächenschicht.
Die Oberflächenschicht
wird jenseits ihres elastischen Grenzwertes gestreckt und wird mit
dem Kern entspannt, um eine mikrostrukturierte Oberfläche zu bilden.
Im Besonderen betrifft diese Erfindung eine Verbesserung der Klebrigkeit
dieses Materials, so dass es eine nicht-rutschende Oberfläche aufweist.
Der Begriff „nicht-rutschend" bedeutet für Zwecke
dieser Erfindung, dass das Material eine Reibungskraft gleich oder
größer als
0,67 N (0,15 lbs.) zeigt, wie durch die nachstehend dargelegte Reibungsprüfung bestimmt.
Die Kombination der Kern- und der Oberflächenschicht zur Bildung eines
mikrostrukturierten elastomeren Materials, ist, ebenso wie das Verfahren
zum Herstellen derselben, allgemein in U.S.-Patent-Nrn. 5,501,679
und 5,429,856 von Krueger et al. beschrieben.
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Kurz
dargestellt zeigt 1 einen
Querschnitt eines Verbunds 10 der vorliegenden Erfindung
in dessen entspannter Form. Die elastomere Kernschicht 3 wird
durch die Oberflächenschichten 2, 4 eingefasst.
Die Oberflächenschichten 2, 4 können in
kontinuierlichem Kontakt mit dem Kern 3 oder in diskontinuierlichem
Kontakt mit dem Kern 3 sein. Der Verbund kann mikrostrukturiert
werden. Mit Bezug auf 2 schließt die vorliegende
Erfindung einen Verbundstoff 10 ein, enthaltend eine Kernzone 5 mit
einer Polymermatrix 6, die Oberflächenschichten 7, 8 aufweist,
die in besonderen Bereichen mikrostrukturiert werden können.
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3 zeigt einen Querschnitt
des Verbunds 10 von 1 in
dessen mikrostrukturierter Form. Die allgemeine Struktur ist eine
Reihe gleichmäßig wiederholter
Falten. Diese Variablen sind die Gesamthöhe A-A', der Abstand von Berg zu Berg B-B', und der Abstand
von Berg zu Tal C-C'.
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Die
elastomere Kernschicht oder -zone kann jedes Material einschließen, welches
zu einer dünnen Folienschicht
oder Fäden
geformt werden kann und elastomere Eigenschaften bei Umgebungsbedingungen aufweist.
Elastomer bedeutet, dass das Material seine Ausgangsform nach dem
Strecken im Wesentlichen wiedererlangt. Bevorzugt wird das Elastomer
nur eine kleine permanente Formänderung
nach Verformung und Entspannung beibehalten, wobei die Formänderung
bevorzugt weniger als 20% und stärker
bevorzugt weniger als 10% der Ausgangslänge bei mäßiger Dehnung, z. B. 400–500%, beträgt. Im Allgemeinen
ist jedes Elastomer annehmbar, welches in einem Maße gestreckt
werden kann, das verhältnismäßig konsistente
permanente Verformung in einer verhältnismäßig unelastischen Oberflächenschicht
bewirkt. Diese kann so gering wie 50% Dehnung sein. Bevorzugt kann
das Elastomer bis zu 300 bis 1200% Dehnung bei Raumtemperatur erleiden. Das
Elastomer kann sowohl aus reinen Elastomeren als auch aus Mischungen
mit einer (einem) elastomeren Phase oder Gehalt, die bei Raumtemperatur
noch wesentliche elastomere Eigenschaften zeigen, bestehen.
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Wärmeschrumpfende
Elastomere sind zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet
aufgrund der Fähigkeit,
unter Verwendung des nicht-wärmestabilen
gestreckten Elastomers und anschließender Anwendung von Wärme, um
das Produkt zu kräuseln,
bei Umgebungsbedingungen zu fertigen. Andere nicht-wärmeschrumpfende
Elastomere können
unter Beibehaltung der Vorteile der Wärmeschrumpfbarkeit mit der
zusätzlichen
Dimension der Möglichkeit,
den Wärmeschrumpfungsvorgang
im Wesentlichen zu steuern, verwendet werden. Nicht-wärmeschrumpfend
bedeutet, dass das Elastomer, wenn es gestreckt wird, unter Beibehaltung
einer nur kleinen permanenten Formänderung im Wesentlichen wieder
hergestellt wird.
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Geeignete
Elastomere schließen
derartige nicht-wärmeschrumpfende
elastomere Polymere, die Fachleuten bekannt sind, wie A-B- und A-B-A-Block-Copolymere,
ein. Stern- oder Ringblock-Copolymere können in der vorliegenden Erfindung
ebenfalls geeignet sein. Elastomere Block-Copolymere sind typischerweise thermoplastische
Kautschuke, die einen kautschukartigen Mittelblock mit mindestens
zwei Kunststoffendblöcken
aufweisen. Block-Copolymere
werden zum Beispiel in U.S.-Patent-Nrn. 3,265,756; 3,562,356; 3,700,633; 4,116,917
und 4,156,673 beschrieben. Es gibt mindestens zwei grundlegende
Klassen dieser Polymere. In einer Klasse ist der Mittelblock ein
ungesättigter
Kautschuk. Beispiele für
zwei Polymertypen in dieser Klasse sind Fachleuten als SBS- und
SIS-Block-Copolymere bekannt. In der anderen Klasse ist der Mittelblock
ein gesättigter
Olefinkautschuk. Beispiele für
zwei Polymertypen in dieser Klasse sind Fachleuten als SEBS- und SEPS-BIock-Copolymere bekannt.
SIS-, SBS-, SEBS- und SEPS-Block-Copolymere sind in der vorliegenden Erfindung
verwendbar, wobei SIS-Block-Copolymere aufgrund der von diesen Polymeren
gezeigten elastomeren Eigenschaften bevorzugt sind.
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Andere
verwendbare elastomere Zusammensetzungen können elastomere Polyurethane,
Ethylen-Copolymere, wie Ethylenvinylacetate, Ethylen/Propylen-Copolymer-Elastomere
oder Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer-Elastomere einschließen. Mischungen
dieser Elastomere miteinander oder mit modifizierenden Nicht-Elastomeren
können
ebenfalls verwendbar sein. Zum Beispiel können bis zu 50 Gew.-%, aber
bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, Polymere zugegeben werden, wie
Poly(α-methyl)styrol,
Polyester, Epoxide, Polyolefine, z. B. Polyethylen oder bestimmte
Ethylen/Vinylacetate, bevorzugt jene mit höherem Molekulargewicht, oder
Cumaron-Indenharz. Die Fähigkeit,
diese Typen von Elastomeren und Mischungen zu verwenden, stattet das
Material mit wesentlicher Flexibilität aus.
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In
der vorliegenden Erfindung kann ein Ölbeständigkeitsvermittler zum Kern
zugegeben werden, um dem Elastomer Ölbeständigkeit zu verleihen. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird Poly(phenylenoxid) zur Kernschicht oder -zone zugegeben. Poly(phenylenoxid)
und die Styrolreste in den Block-Copolymeren können ineinander löslich sein.
Darüber
hinaus kann Poly(phenylenoxid) mit den Styrolresten einen Komplex bilden.
Es wird angenommen, dass diese Wechselwirkung größere Ölbeständigkeit fördert.
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Die
Konzentration des Poly(phenylenoxid)s im Kernmaterial kann verändert werden,
um mehr oder weniger Beständigkeit
zu verleihen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Bereich
von 1 Gew.-% bis 5 Gew.-% Konzentration des Poly(phenylenoxid) bevorzugt,
wobei eine Konzentration von etwa 3% am meisten bevorzugt ist.
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Zusätzliche Ölbeständigkeitszusatzstoffe,
wie PETG, können
zum Kern zugegeben werden, um Ölbeständigkeit
zu fördern.
PPE (Poly(phenylenether)) kann ebenfalls zur Verwendung als ein Ölbeständigkeitszusatzstoff
geeignet sein. Die Konzentration von Poly(phenylenoxid) kann mit
der Zugabe der Ölbeständigkeitszusatzstoffe,
wie PETG und PPE, ohne ein Abfallen der Ölbeständigkeit verringert werden.
Zum Beispiel kann die Poly(phenylenoxid)-Konzentration auf etwa 1% verringert
werden, wenn PETG in einer Konzentration von 5% bis 10% zugegeben
wird. Diese Zusammensetzung weist eine Ölbeständigkeit auf, die im Wesentlichen der
eines Verbunds oder Verbundstoffs mit etwa 5% Konzentration an Poly(phenylenoxid) äquivalent
ist.
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Das
erste Polymer der Oberflächenschicht
kann jedes halbkristalline oder amorphe Polymer sein, das thermoplastisch,
extrudierbar, weniger elastisch als die Kernschichten) ist, und
permanente Verformung bei einem Streckungsprozentsatz erleiden wird,
den der elastomere Verbund erleiden wird. Daher sind Polyolefine, wie
Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen und Polyethylen-Polypropylen-Copolymere
geeignet. Zusätzlich können Polyamide,
wie Nylon, Polyester, wie Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenfluorid,
Polyacrylate, wie Poly(methylmethacrylat) und dergleichen oder Gemische
davon oder Gemische mit den Polyolefinen zur Verwendung geeignet
sein.
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Das
zweite Polymermaterial der Oberflächenschicht kann entweder ein
Block-Copolymer oder ein Haftklebemittel sein. In der vorliegenden
Erfindung sind SBS-, SIS-, SEBS- und SEPS-Block-Copolymere verwendbar.
Bevorzugte Block-Copolymere sind jene, die eine verhältnismäßig lange
und flache Belastungs-/Spannungskurve aufweisen, weil sie ähnliche
Zugspannung über
einen großen
Dehnungsbereich aufweisen. Demgemäß sind SIS-BIock-Copolymere aufgrund
ihrer Belastungs-/Spannungskennzeichen bevorzugt. Für Zwecke
der Veranschaulichung sind 4 und 5 Belastungs-/Spannungskurven
für verschiedene Verbunde
der vorliegenden Erfindung. 4 ist
eine Belastungs-/Spannungskurve für einen Verbund der vorliegenden
Erfindung, wobei die Oberflächenschicht
ein SIS-Block-Copolymer
enthält
und das Verhältnis
von Oberflächenschicht
zu Kern zu Oberflächenschicht
1 : 55 : 1 beträgt.
Das Diagramm stellt die Belastung während der Dehnung bis zu 600%
und anschließender
Entspannung dar. Das Diagramm stellt zwei Zyklen von Dehnung und
Entspannung für
das Material dar. 5 ist
eine Belastungs-/Spannungskurve
für einen
Verbund der vorliegenden Erfindung, wobei die Oberflächenschicht
ein SEBS-Block-Copolymer enthält
und das Verhältnis
von Oberflächenschicht
zu Kern zu Oberflächenschicht
1 : 55 : 1 beträgt.
Wie im Diagramm von 4 stellt
dieses Diagramm Belastung während
der Dehnung bis zu 600% während
zweier Zyklen von Dehnung und Entspannung dar. Während beide geeignete Belastungs-/Spannungskennzeichen
aufweisen, ist das SIS-Block-Copolymer aufgrund seiner flacheren
Belastung-/Spannungskurve bevorzugt. Ein Beispiel eines bevorzugten
SIS-Block-Copolymers
ist die Marke „VECTOR", aus 100% Triblock-Copolymer
hergestellt von Dexco Corporation aus Houston, Texas. „KRATON"-Copolymere sind
wegen ihrer Leistung bei verhältnismäßig geringen
Kosten ebenfalls bevorzugt.
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Haftklebemittel
sind ebenfalls zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet.
Geeignete Haftklebemittel schließen Block-Copolymer-Haftklebemittel
ein, wobei SIS-Block-Copolymer-Haftklebemittel wegen
ihrer Belastungs-/Spannungskennzeichen am meisten bevorzugt sind.
Natürlicher
Kautschuk, Polyacrylate, Butylkautschuk und Polyisobutylen, statistische
Styrol-Butadien-Kautschukpolymere können in der vorliegenden Erfindung
ebenfalls geeignet sein. Typischerweise umfasst ein Haftklebemittel
ein Elastomer mit einem Klebrigmacher. Jedoch können bestimmte Block-Copolymere
als Haftklebemittel wirken, ohne Bedarf für die Zugabe von Klebrigmachern.
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Block-Copolymere
sind gegenüber
Haftklebemitteln bevorzugt, weil Block-Copolymere keine Klebrigmacher
enthalten. Klebrigmacher können
das Extrusionsverfahren unterbrechen und können andere unerwünschte Kennzeichen,
wie Geruch, aufweisen.
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Das
Verhältnis
von Kern zur Oberflächenschicht
in der vorliegenden Erfindung kann abgewandelt werden. Ein Bereich
von 20 : 1 bis 60 : 1 ist bevorzugt, wobei Verhältnisse von 25 : 1 und 55 :
1 aufgrund der Leistung des Materials bei diesen Verhältnissen
am meisten bevorzugt sind. Durch Verändern der Verhältnisse
von Kern zur Oberflächenschicht
können
sowohl die Stärke
von Kern und Oberflächenschicht,
als auch deren elastische Eigenschaften abgewandelt werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Verbund, der einen SIS „KRATON" Copolymer-Kern mit
einer Oberflächenschicht
aus einer Kombination aus Polypropylen und einem SIS „KRATON" Copolymer, ein Verhältnis von
Oberflächenschicht
zu Kern zu Oberflächenschicht
von 1 : 25 : 1, und eine Gesamtstärke von 0,29 mm (11,5 mils)
aufweist. Die Ausführungsform
weist eine Reibungskraft (wie nachstehend definiert) gleich oder
größer als
0,67 N (0,15 lbs.) auf, wobei eine Reibungskraft von zwischen 0,67
N (0,15 lbs.) und 2,0 N (0,45 lbs.) am meisten bevorzugt ist. In
einem Stirnband kann eine Reibungskraft unter 0,67 N (0,15 lbs.)
für bestimmte
Anwendungen zu rutschig sein. Eine Reibungskraft über 2,0
N (0,45 lbs.) kann zu Unbehagen für einen Träger führen.
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Die
Verbunde der vorliegenden Erfindung sind zur Verwendung in Stirnbändern geeignet.
Der Polymerkern stellt Elastizität
bereit, während
die Oberflächenschicht
eine glatte und weiche Oberfläche
mit nicht-rutschenden Kennzeichen bereitstellt. Demgemäß können die
Stirnbänder
in einer breiten Vielfalt von Anwendungen verwendet werden, bei
denen die vorstehend beschriebenen Kennzeichen erwünscht sind,
einschließlich
Stirnbänder
für Atemschutzgeräte, wie
Atemschutzmasken, Filtermasken, Operationsmasken, Reinraummasken,
Gesichtsmasken, Staubschutzmasken und einer Vielfalt anderer Gesichtsbedeckungen.
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Beispiele
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Probenherstellung
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Elastomere
Verbunde wurden durch gemeinsames Extrudieren einer Bahn aus elastomerem
Kernmaterial zusammen mit zwei Oberflächenschichten, einer an jeder
Seite der Kernschicht, wie in U.S.-Patent-Nr. 5,501,679 beschrieben,
hergestellt. In den folgenden Beispielen betrug das Verhältnis der
Stärke
der ersten Oberflächenschicht
zur Kernschicht zur zweiten Oberflächenschicht etwa 1 : 55 : 1.
Die Gesamtstärke
des elastischen Verbunds betrug etwa 0,29 mm (11,5 mils).
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Die
elastomeren Verbunde wurden, wie in U.S.-Patent-Nr. 5,501,679 beschrieben,
unter Verwendung des folgenden Verfahrens aktiviert. Eine Probe
der laminierten Bahn wurde etwa 30 cm (12 Zoll) breit (Querrichtung
zum Gewebe) und 46 cm (18 Zoll) lang (Längsrichtung zum Gewebe) ausgeschnitten.
Die Enden wurden um Stäbe
mit kleinem Durchmesser (etwa 1,3 cm oder 0,5 cm im Durchmesser)
gerollt. Die Probe wurde in Maschinenrichtung durch Ziehen der Stäbe in entgegengesetzte
Richtungen auf ungefähr
600% Dehnung gestreckt, sie wurde bei dieser Dehnung für ungefähr zwei
Sekunden gehalten, und man ließ sie
dann entspannen.
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Ölprüfung
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Eine
Länge von
1,3 cm wurde auf den Probestreifen markiert, die anschließend auf
500% Dehnung aktiviert wurden. Man ließ die Streifen für drei bis
fünf Minuten
entspannen. Anschließend
wurden die Streifen auf 170% gedehnt und in einen Rahmen mit einem
Heizkissen, das auf 52°C
erwärmt
worden war, eingespannt. Das Heizkissen wurde über einem gekrümmten Träger platziert,
um die Rückseite
des Kopfes eines Trägers
nachzubilden. Der gekennzeichnete Bereich wurde vollständig mit
Olivenöl
bedeckt (ungefähr
3 bis 4 Tropfen). Nach Aufbringung des Öls wurde ein fünfzehnminütiger Zeitraum
auf einer Stoppuhr eingestellt. Der Streifen wurde während des
15 Minuten Zeitabschnitts beobachtet, wobei der Beobachter alle
wahrnehmbaren physischen Veränderungen
notierte. Danach wurde der Streifen vom Rahmen entfernt, das Öl wurde
abgewischt und man ließ den
Streifen für
fünf Minuten
entspannen. Der gekennzeichnete Bereich wurde gemessen. Der Streifen
wurde bis zu seinem elastischen Grenzwert gedehnt, und der gekennzeichnete
Bereich wurde wieder gemessen. Der Prozentwert an zurückbehaltener
Elastizität
wurde unter Verwendung der folgenden Formel bestimmt: (a – b)/b × 100 wobei „a" der Länge des
gekennzeichneten Bereichs, gemessen am elastischen Grenzwert, gleichkommt
und „b" der Länge des
gekennzeichneten Bereichs, gemessen nach dem 15 Minuten Zeitabschnitt,
gleichkommt. Der Streifen wurde als in der Ölprüfung nicht bestanden betrachtet,
wenn der Streifen während
des 15 Minuten Zeitabschnitts brach oder wenn der Prozentwert der
Dehnung unter 170% fiel.
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Reibungsprüfung
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Probestücke wurden
aus dem aktivierten elastomeren Verbund geschnitten. Die Breite
(Querrichtung zum Gewebe) betrug etwa 30 cm (12 Zoll) und die Länge (Längsrichtung
zum Gewebe) betrug etwa 10 cm (4 Zoll). Das Probestück wurde
auf eine flache Unterlage auf einem Instron-Gerät gelegt, und ein Ende wurde
mit Klebeband an der Instron-Unterlage befestigt. Das in der Reibungsprüfung verwendete
Instron-Gerät
war ein Instron Model 1122 mit einem angefügten Series 8 Computerprüfsystem,
erhältlich
von der Instron Co., 100 Royal Street, Canton, Massachusetts 02021.
Eine Länge
von 5,08 cm (2 Zoll) des Probestücks
wurde im Mittelteil des Probestücks
gekennzeichnet, und das nicht mit Klebeband verklebte Ende wurde
gezogen bis der gekennzeichnete Teil von 5,08 cm auf 100% Dehnung
(10,16 cm, 4 Zoll) gestreckt war und wurde durch Verkleben des Endes
mit Klebeband an der Instron-Unterlage befestigt. Zusätzlich wurde
das freie Ende, wo der Block anfänglich
platziert wird, ebenfalls mit Klebeband an der Unterlage verklebt.
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Die
erforderliche Kraft, um eine Prüfoberfläche über das
Probestück
aus elastomeren Verbund gleiten zu lassen, wurde bestimmt, wie in
ASTM-Bestimmung: D 1894 – 95, „Standard
Prüfverfahren
für statische
und kinetische Koeffizienten der Reibung von Kunststofffolie und
-bahnenmaterial" („Standard
Test Method for Static and Kinetic Coefficients of Friction of Plastic
Film and Sheeting")
beschrieben. Die gleitfähige
Prüfoberfläche war
ein 200 g wiegender Schlitten, wie in ASTM-Bestimmung: 1894 – 95 beschrieben,
hergestellt aus einem Metallblock, umwickelt mit einem Kautschukschaumschwamm
mit einer am Kautschukschaumschwamm mit doppelseitigem Klebeband
befestigten Prüfoberfläche. Die
am Schlitten befestigte Prüfoberfläche war
Kunstpelz, um die Reibungskräfte
gegenüber
Haar nachzubilden. Der zum Prüfen verwendete
Kunstpelz war „Fake
Fur, Fausse Fourrure",
Style 1872, Zusammensetzung Polyester, hergestellt durch Western Trimming
Corp., Chatsworth, CA. Das Instron zog diesen Schlitten über die
Breite des elastomeren Verbundprobekörpers (in Querrichtung zum
Gewebe), wobei der künstliche
Pelz in Kontakt mit dem elastomeren Verbundprobekörper war,
mit einer Geschwindigkeit von 25,4 cm/min. (10 Zoll/min.). Nach
Erreichen eines stationären
Zustands wurde die Kraft protokolliert.
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Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele
C1–C3
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In
diesen Beispielen wurden elastomere Verbunde mit einer aus Kraton
1107 (erhältlich
von Shell Chemical Co.) hergestellten Kernschicht hergestellt. Oberflächenschichten
wurden aus einem Gemisch aus Polypropylen PP7C50 (erhältlich von
Union Carbide Co.) und einem Haftklebemittel (PSA), HL-2542-X, (erhältlich von
H. B. Fuller Co., St. Paul, MN) hergestellt. Die Reibungskraft im
stationären
Zustand zwischen diesem elastomeren Verbund und künstlichem
Pelz, wie vorstehend beschrieben, ist in Tabelle 1 angegeben. Die
Messungen der Reibungskraft wurden in dreifacher Ausführung gemacht,
wobei die Messungen und Durchschnittswerte nachstehend aufgeführt sind.
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Tabelle
1
Reibungskraft als eine Funktion von % PSA
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Beispiele 2–5 und Vergleichsbeispiele
C4–C5
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In
diesen Beispielen wurde die Kernschicht aus Kraton 1106 (erhältlich von
Shell Chemical Co.) hergestellt. Die Oberflächenschichten wurden aus einem
Gemisch aus Polypropylen PP7C12N (erhältlich von Shell Chemical Co.)
und HL-2542-X hergestellt. Die Reibungskraft im stationären Zustand
zwischen diesem elastomeren Verbund und künstlichem Pelz, wie vorstehend
beschrieben, ist in Tabelle 2 angegeben. Die Messungen der Reibungskraft
wurden in dreifacher Ausführung
gemacht, wobei die Messungen und Durchschnittswerte nachstehend
aufgeführt
sind.
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Tabelle
2
Reibungskraft als eine Funktion von % PSA
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Beispiele 6-8 und Vergleichsbeispiel
C6
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In
diesen Beispielen wurde die Kernschicht aus Kraton 1106 hergestellt.
Die Oberflächenschichten wurden
aus einem Gemisch aus Polypropylen PP7C12N und Kraton 1106 hergestellt.
Die Reibungskraft im stationären
Zustand zwischen diesem elastomeren Verbund und künstlichem
Pelz, wie vorstehend beschrieben, ist in Tabelle 3 angegeben. Die
Messungen der Reibungskraft wurden in dreifacher Ausführung gemacht, wobei
die Messungen und Durchschnittswerte nachstehend aufgeführt sind.
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Tabelle
3
Reibungskraft als eine Funktion von % KRATON 1106
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Ein
Duplikat von Beispiel 7 wurde hergestellt und geprüft, und
die folgenden Ergebnisse wurden protokolliert.
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Beispiele 9–10
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In
diesen Beispielen wurde die Kernschicht aus Kraton 1657 (erhältlich von
Shell Chemical Co.) hergestellt. Die Oberflächenschichten wurden aus einem
Gemisch aus Polypropylen PP7C12N und Kraton 1657 hergestellt. Die
Reibungskraft im stationären
Zustand zwischen diesem elastomeren Verbund und künstlichem Pelz,
wie vorstehend beschrieben, ist in Tabelle 4 angegeben. Die Messungen
der Reibungskraft wurden in dreifacher Ausführung gemacht, wobei die Messungen
und Durchschnittswerte nachstehend aufgeführt sind.
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Tabelle
4
Reibungskraft als eine Funktion von % KRATON 1657
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Beispiele 11–12
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In
diesen Beispielen wurde die Kernschicht aus Kraton 1106 hergestellt.
Die Oberflächenschichten wurden
aus einem Gemisch aus Polypropylen PP7C12N und Kraton 1657 hergestellt.
Die Reibungskraft im stationären
Zustand zwischen diesem elastomeren Verbund und künstlichem
Pelz, wie vorstehend beschrieben, ist in Tabelle 5 angegeben. Die
Messungen der Reibungskraft wurden in dreifacher Ausführung gemacht, wobei
die Messungen und Durchschnittswerte nachstehend aufgeführt sind.
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Tabelle
5
Reibungskraft als eine Funktion von % KRATON 1657
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Beispiel 13
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In
diesem Beispiel wurde die Kernschicht aus Vector 4111 (erhältlich von
Dexco Co., Houston, TX) hergestellt. Die Oberflächenschichten wurden aus einem
Gemisch aus Polypropylen PP7C12N und HL-2542-X hergestellt. Die
Reibungskraft im stationären
Zustand zwischen diesem elastomeren Verbund und künstlichem Pelz,
wie vorstehend beschrieben, ist in Tabelle 6 angegeben. Die Messungen
der Reibungskraft wurden in dreifacher Ausführung gemacht, wobei die Messungen
und Durchschnittswerte nachstehend aufgeführt sind.
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Tabelle
6
Reibungskraft als eine Funktion von % PSA
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Beispiel 14
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Um
die Ölbeständigkeit
zu prüfen,
wurden zwei Probechargen aus jeweils drei Streifen hergestellt.
Die erste Probe enthielt Kraton D1106 in der Kernschicht, wie vorstehend
festgelegt. Die zweite Charge enthielt Kraton D1106, wie vorstehend
festgelegt, mit PPO 612 Poly(phenylenoxid) (erhältlich von G. E. Plastics,
Pittsfield, Massachusetts), das mit einem Eintrag von 5 Gew.-% zum
Kern zugegeben wurde. Die Probestreifen wurden ölgeprüft und für 15 min. beobachtet. Nach
dem fünfzehnminütigen Zeitabschnitt
wurden die Probestreifen auf Elastizität geprüft. Die Ergebnisse sind nachstehend
aufgeführt
(„n" kommt der Zahl der
Streifen gleich).
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Tabelle
7
Ölbeständigkeit