МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СМЕСИ
MULTIFUNCTIONAL ORGANOSILICON MIXTURES

Описание
Заявители этим заявляют приоритет одновременно рассматриваемой заявки на патент США 60/937009, зарегистрированной 22 июня 2007. Заявка на патент США 60/937009 тем самым включена в качестве ссылки во всей своей полноте.
Уровень техники
Люди используют респираторы, чтобы избежать вдыхания некоторых веществ (например, вредных газов, твердых частиц и т.д.), чтобы избежать выдыхания некоторых веществ (например, капелек, несущих микробы), или того и другого. Основная часть респиратора обычно покрывает рот и нос потребителя респиратора. Соответственно, когда потребитель выдыхает или вдыхает, воздух проходит сквозь основную часть респиратора, причем респиратор тогда действует, чтобы отфильтровывать специфические вещества из выдыхаемого или вдыхаемого воздуха.
Характеристика респиратора зависит, частично, от посадки респиратора на лицо потребителя. Если респиратор изготовлен из негибких материалов, тогда он не может легко соответствовать некоторым из сложных контуров лица. В результате могут быть использованы гибкие материалы, например, по периметру респиратора, чтобы помогать обеспечивать лучшую посадку. Эти гибкие материалы обратимо вступают в контакт с кожей. Например, гибкий полимерный материал, подобный резине, может быть использован для некоторой части основного тела респиратора многократного пользования. В сочетании с ремешками, которые помогают натянуть основную часть респиратора на лицо потребителя, резина может помогать поддерживать подобное прокладке уплотнение между основной частью респиратора и лицом.
Некоторые респираторы представляют собой респираторы одноразового использования, а не многократного использования. Такой респиратор может быть изготовлен из нетканых материалов, и он мог бы обычно быть использован в течение дня или около этого. Часто такие респираторы полагаются на форму основной части респиратора и использование лямок или ремешков, прикрепленных к основной части респиратора (и которые обертывают вокруг головы потребителя, чтобы помогать удерживать респиратор на месте), чтобы помогать приспосабливать респиратору к лицу потребителя.
Поскольку ни один из указанных выше респираторов не приклеивается к коже потребителя, положение любого респиратора может перемещаться в ходе использования.
Различные кремнийорганические материалы, такие как термопластичные или термореактивные материалы в форме геля, пленки, пены, адгезива и т.п. были идентифицированы как полезные для обратимого соединения с кожей. Например, кремнийорганические адгезивы могут демонстрировать желательные свойства для мягкого приклеивания к коже. Эти же кремнийорганические адгезивы могут затем быть отделены от кожи без болезненного натяжения или повреждения кожи, к которой кремнийорганические адгезивы обратимо присоединяют. К сожалению, эти же самые кремнийорганические адгезивы обычно не очень удовлетворительно приклеиваются к другим субстратам. То есть, такие кремнийорганические адгезивы при удовлетворительном приклеивании к коже и отделении от нее, обычно не приклеиваются к другим субстратам, таким как пленка, волокнистый материал (например, тканый или нетканый), пластмасса или другие материалы.
Необходим материал, содержащий кремнийорганическое соединение, который способен приклеиваться к поверхности субстрата, такого как волокнистый материал, обычно используемый при конструировании респиратора, и в то время способный к обратимому соединению с кожей без причинения повреждения или боли потребителю субстрата (например, пользователю респиратора). В ином случае, тот же материал, содержащий кремнийорганическое соединение, может быть расположен между кремнийорганическим адгезивом, таким как адгезивный кремнийорганический гель или адгезивная кремнийорганическая пленка, и субстратом, таким как нетканый материал, причем материал, содержащий кремнийорганическое соединение, присоединяется к кремнийорганическому адгезиву на субстрате. Другими словами, материал, содержащий кремнийорганическое соединение, облегчает прикрепление кремнийорганического адгезива к субстрату.
Краткое содержание изобретения
Мы обнаружили, что, по существу, гомогенные кремнийорганические смеси, содержащие материал с низкой липкостью (причем материалы с низкой липкостью охватывают не липкие материалы), такие как кремнийорганические материалы с низкой липкостью, и кремнийорганические материалы с высокой липкостью одновременно обеспечивают две различные характеристики адгезии. То есть, наши смеси по изобретению способны прилипать к субстратам, таким как пленки, волокнистые материалы, пластмассы и другие материалы, и в то же самое время способны к обратимому приклеиванию к коже (то есть, мягко приклеиваются к коже, чтобы помогать субстрату оставаться на месте; но когда их удаляют, делает это без повреждения кожной ткани). В ином случае, эти же кремнийорганические смеси могут быть использованы, чтобы присоединять кремнийорганические адгезивы (например, адгезивные кремнийорганические гели или адгезивные кремнийорганические пленки) к субстратам, таким как волокнистые сетки. То есть, кремнийорганическая смесь располагается между кремнийорганическим адгезивом и субстратом. Одна поверхность кремнийорганического адгезива доступна обратимому приклеиванию к коже, в то время как другая поверхность кремнийорганического адгезива прикреплена к кремнийорганической смеси, которая, в свою очередь, прикреплена к субстрату.
Один вариант изобретения представляет собой, по существу, гомогенную кремнийорганическую смесь, приспособленную как к обратимому приклеиванию к человеческой коже, так и прикреплению к неживому субстрату. Композиция содержит, по существу, гомогенную смесь материала с низкой липкостью, такого как кремнийорганический материал с низкой липкостью; кремнийорганический адгезив с низкой липкостью, кремнийорганический гель с низкой липкостью; силикат с низкой липкостью; оксид кремния с низкой липкостью или некоторое их сочетание; и кремнийорганический материал с высокой липкостью (например, термоплавкий кремнийорганический адгезив с высокой липкостью). Специфические примеры доступных кремнийорганических материалов, которые могут быть смешаны в соответствии с этим изобретением, приведены ниже.
В других вариантах изобретения к, по существу, гомогенной кремнийорганической смеси относят демонстрирующую указанные выше специфические функциональные характеристики. В некоторых типичных вариантах выполнения изобретения гомогенные кремнийорганические смеси демонстрируют усилие отслаивания от около 50 граммов на дюйм до около 250 граммов на дюйм, когда кремнийорганическую смесь отделяют от человеческой кожи; и усилие отслаивания от около 500 граммов на дюйм до около 1500 граммов на дюйм, когда ее отделяют от волокнистого материала или пленки. В других вариантах выполнения изобретения, кремнийорганические смеси по изобретению демонстрируют усилие отслаивания от около 100 граммов на дюйм до около 200 граммов на дюйм, когда кремнийорганическую смесь отделяют от человеческой коже; и усилие отслаивания от около 700 граммов на дюйм до около 1100 граммов на дюйм, когда ее отделяют от волокнистого материала или пленки.
В некоторых типичных вариантах выполнения изобретения, по существу, гомогенные кремнийорганические смеси демонстрируют усилие отслаивания на 90 градусов от около 50 граммов на дюйм до около 250 граммов на дюйм, когда кремнийорганическую смесь отделяют от человеческой кожи; и усилие отслаивания на 180 градусов более около 500 граммов на дюйм, когда смесь отделяют от субстрата, к которому она прикреплена, до усилия отслаивания на 180 градусов, при котором субстрат разрушается. Субстрат, к которому кремнийорганические смеси прикрепляют, может быть пленкой, нетканым материалом, тканью, бумажной пылью, суперабсорбентом или их сочетанием.
Другой вариант изобретения представляет собой ламинат, приспособленный к обратимому прикреплению к человеческой коже. Этот ламинат содержит субстрат и, по существу, гомогенную кремнийорганическую смесь, прикрепленную, по меньшей мере, к части субстрата, где смесь приспособлена к обратимому приклеиванию к человеческой коже. Композиция содержит, по существу, гомогенную смесь материала с низкой липкостью, такого как кремнийорганический материал с низкой липкостью, и кремнийорганического материала с высокой липкостью (например, термоплавкий кремнийорганический адгезив с высокой липкостью). В некоторых вариантах этого изобретения, кремнийорганическая смесь демонстрирует свойства усилия отслаивания, подобные тем, что указаны выше.
Другой ламинат по настоящему изобретению также приспособлен к обратимому приклеиванию к человеческой коже. Этот ламинат содержит субстрат, кремнийорганический адгезивный слой, приспособленный к обратимому приклеиванию к человеческой коже и, по существу, гомогенную кремнийорганическую смесь, расположенную между субстратом и кремнийорганическим адгезивным слоем, где кремнийорганическая смесь прикреплена, по меньшей мере, к части субстрата и, по меньшей мере, части кремнийорганического адгезивного слоя. Эта композиция содержит, по существу, гомогенную смесь материала с низкой липкостью, такого как кремнийорганический материал с низкой липкостью, и кремнийорганического материала с высокой липкостью (например, термоплавкий кремнийорганический адгезив с высокой липкостью). В некоторых вариантах изобретения, кремнийорганическая смесь демонстрирует свойства усилия отслаивания, подобные тем, что указаны выше.
Другой вариант изобретения представляет собой респиратор, содержащий основную часть, приспособленную, чтобы закрывать рот и нос потребителя респиратора; и, по существу, гомогенную кремнийорганическую смесь, прикрепленную, по меньшей мере, к части основной части респиратора и приспособленную к обратимому приклеиванию, по меньшей мере, к части лица потребителя. Эта смесь содержит материал с низкой липкостью, такой как кремнийорганический материал с низкой липкостью, и кремнийорганический материал с высокой липкостью (например, термоплавкий кремнийорганический адгезив с высокой липкостью).
Другой вариант изобретения представляет собой респиратор, содержащий основную часть, приспособленную, чтобы закрывать рот и нос потребителя респиратора; по существу, гомогенную кремнийорганическую смесь, прикрепленную, по меньшей мере, к части основной части респиратора; и кремнийорганический адгезив, прикрепленный к гомогенной кремнииорганической смеси, где кремнийорганический адгезив приспособлен к обратимому приклеиванию, по меньшей мере, к части лица потребителя. Эта смесь содержит материал с низкой липкостью, такой как кремнийорганический материал с низкой липкостью, и кремнийорганический материал с высокой липкостью (например, термоплавкий кремнийорганический адгезив с высокой липкостью).
В некоторых характерных вариантах настоящего изобретения, отделяемая (защитная) подложка, такая как пленка, бумага, обкладка или другой такой субстрат, расположена поверх гомогенной кремнииорганической смеси, и/или любого кремнийорганического адгезивного слоя, прикрепленного к указанной смеси. Отделяемая подложка, которая может быть отделена (оторвана), когда желательно, служит, чтобы избегать нежелательного прикрепления кремнииорганической смеси и/или любого кремнийорганического адгезивного слоя, прикрепленного к указанной смеси, к различным поверхностям (например, чтобы избегать прикрепления любого продукта, использующего кремнийорганическую смесь и/или любой кремнийорганический адгезивный слой, прикрепленный к указанной смеси к, например: любой упаковке, содержащая продукт; любой поверхности, удерживающей продукт до потребителя, желающего использовать этот продукт; любой поверхности оборудования производства в ходе производства продукта и т.д.).
Другой характерный вариант изобретения представляет собой способ помощи, чтобы поддерживать здоровье и безопасность потребителя респиратора. Этот способ содержит стадии расположения в руках потребителя респиратора по изобретению, который описан здесь; и применения респиратора.
Другой вариант изобретения представляет собой способ получения ламината, причем этот способ содержит стадии получения, по существу, гомогенной кремнийорганической смеси, содержащей кремнийорганический материал с высокой липкостью и материал с низкой липкостью; получения субстрата; и нанесения кремнийорганической смеси, по меньшей мере, на часть субстрата.
В некоторых вариантах изобретения, нанесение кремнийорганической смеси достигают выдуванием (например, выдуванием расплава, или использованием методик выдувания расплава), распылением, покрытием или печатью кремнийорганической смеси, по меньшей мере, на часть субстрата.
В некоторых вариантах изобретения, указанный выше способ получения ламината также включает стадию нанесения отделяемой подложки, по меньшей мере, на часть кремнийорганической смеси.
В некоторых вариантах изобретения, указанный выше способ получения ламината также включает стадии получения кремнийорганической адгезивной пленки; и присоединения кремнийорганической адгезивной пленки к кремнийорганической смеси так, чтобы кремнийорганическая смесь была расположена между субстратом и кремнийорганической адгезивной пленкой.
Другие характерные варианты изобретения включают способы изготовления одного или нескольких продуктов, компонентов, смесей или под-конструкций, описанных выше.
Эти и другие характерные варианты выполнения настоящего изобретения описаны здесь.
Описание
"Прикреплять" и его производные относятся к присоединению, приклеиванию, соединению, связыванию, сшиванию вместе, или подобному, двух элементов. Эти два элемента будут рассматриваться скрепленными вместе, когда они интегрированы друг с другом или присоединены непосредственно друг к другу, либо косвенно друг к другу, как например, когда каждый прикреплен непосредственно к промежуточным элементам. "Прикреплять" и его производные включают постоянное, обратимое или отсоединяемое прикрепление. Кроме того, прикрепление может быть завершенным либо в ходе процесса производства, либо конечным пользователем.
"Связь", "взаимосвязь" и их производные относятся к присоединению, приклеиванию, соединению, прикреплению, сшиванию вместе, или подобному, двух элементов. Эти два элемента будут рассматриваться связанными или взаимосвязанными вместе, когда они связаны непосредственно друг с другом или косвенно друг с другом, как например, когда каждый связан непосредственно с промежуточными элементами. "Связь" и ее производные включают постоянное, обратимое или отсоединяемое связывание. "Автогенное связывание", как описано выше, является типом "связывания".
"Соединять" и его производные относятся к присоединению, приклеиванию, связыванию, прикреплению, сшиванию вместе, или подобному, двух элементов. Эти два элемента будут рассматриваться соединенными вместе, когда они соединены непосредственно друг с другом или косвенно друг с другом, как например, когда каждый непосредственно соединен с промежуточными элементами. "Соединение" и его производные включают постоянное, обратимое или отсоединяемое соединение. Кроме того, соединение может быть завершенным либо в ходе процесса производства, либо конечным пользователем.
"Совместно сформованные" относится к смеси выдутых из расплава волокон и абсорбирующих волокон, таких как целлюлозные волокна, которые могут быть сформированы формованием воздухом выдутого из расплава полимерного материала при одновременно выдувании взвешенных в воздухе волокон в поток выдуваемых из расплава волокон. Совместно сформованный материал также может включать другие материалы, такие как суперабсорбирующие материалы. Выдутые из расплава волокна и абсорбирующие волокна собирают на формирующей поверхности, как например, обеспечиваемой ремнем. Формирующая поверхность может включать материал, проницаемый для газа, который был помещен на формирующую поверхность. Два патента США, описывающие совместно сформованные материалы, представляют собой патент США 5100324 (Anderson) и др. и патент США 5350624 (Georger) и др., оба из которых в соответствии с этим включены здесь в качестве ссылки во всей их полноте.
"Одноразовый" относится к изделиям, которые предназначены, чтобы быть выброшенными после ограниченного использования, а не сохраненными для повторного использования.
Термины "расположенный на", "расположенный вдоль", "расположенный с" или "расположенный по направлению к" и их вариации предназначены означать, что один элемент может быть совмещен с другим элементом, или что один элемент может быть отдельной структурой, связанной с или помещенной с другим элементом или помещенной около другого элемента.
"Слой", когда его используют в единственном числе, может иметь двойное значение одного элемента или множества элементов.
"Выдутые из расплава" относится к волокнам, которые формируют экструзией расплавленного термопластичного материала сквозь множество тонких, обычно круглых капилляров головки в качестве расплавленных нитей или элементарных нитей в сходящиеся с высокой скоростью газовые (например, воздушные) потоки, обычно нагретые, которые делают более тонкими элементарные волокна расплавленного термопластичного материала, чтобы понизить их диаметры. После этого выдутые из расплава волокна несет газовый поток высокой скорости и осаждает на собирающую поверхность или основание, чтобы сформировать сетку из статистически распределенных выдутых из расплава волокон. Такой процесс раскрыт, например, в патенте США 3849241 (Butin) и др. Процессы выдувания из расплава могут быть использованы для изготовления волокон различных размеров, включая макроволокна (со средними диаметрами от около 40 до около 100 микрон), волокна текстильного типа (со средними диаметрами между около 10 и 40 микронами), и микроволокна (со средними диаметрами менее около 10 микрон). Процессы выдувания из расплава особенно подходят для изготовления микроволокон, включая ультратонкие микроволокна (со средним диаметром около 3 микрон или меньше). Описание типичного процесса изготовления ультратонких микроволокон может быть найдено, например, в патенте США 5213881 (Timmons) и др. Выдутые из расплава волокна может быть непрерывными или с разрывами, и обычно они сами связываются, когда их осаждают на собирающую поверхность.
"Нетканый" и "нетканая сетка" относятся к материалам и сеткам из материала, которые формируют без помощи текстильных процессов ткачества или вязания. Например, нетканые материалы, ткани или сетки формировали из многих процессов таких как, например, процессы выдувания из расплава, процессы фильерного способа производства, процессы воздушной укладки, процессы совместного формования и процессы изготовления клееной кардованной сетки.
"Волокна фильерного способа производства" относятся к волокнам малого диаметра, которые формируют экструзией расплавленного термопластичного материала в виде непрерывных элементарных нитей из множества тонких, обычно круглых капилляров фильеры с диаметром экструдируемых непрерывных элементарных нитей, который затем быстро снижают до волокон как, например, в патенте США 4340563 (Appel) и др.; патенте США 3692618 (Dorschner) и др.; патенте США 3802817 (Matsuki) и др.; патентах США номера 3338992 и 3341394 (Kinney); патенте США 3502763 (Hartman) и патенте США 3542615 (Dobo) и др., содержание которых включено здесь в качестве ссылки во всей их полноте. Волокна фильерного способа производства обычно непрерывные и имеют диаметры обычно более 7 микрон, более точно, между около 10 и около 20 микрон.
"Склеенный при вытяжении ламинат" относится к композитному материалу, имеющему, по меньшей мере, два слоя, в которых один слой представляет собой способный к образованию складок слой, а другой слой представляет собой эластичный слой. Слои соединяют вместе, когда эластичный слой расширяют от его первоначального состояния так, чтобы после ослабления слоев, способный к образованию складок слой был собран в складки. Такой многослойный композитный эластичный материал может быть вытянут до такой степени, чтобы неэластичный материал, собранный в складки между связывающими расположениями, позволял эластичному материалу удлиняться. Один тип склеенного при вытяжении ламината раскрыт, например, в патенте США 4720415 (Vander Wielen) и др., содержание которого включено здесь в качестве ссылки во всей его полноте. Другие композитные эластичные материалы раскрыты в патенте США 4789699 (Kieffer) и др.; патенте США 4781966 (Taylor); патентах США 4657802 и 4652487 (Morman); и 4655760 (Morman и др.), содержания которых включены здесь в качестве ссылки во всей их полноте.
"Образование шейки" или "вытяжение шейки" взаимозаменяемо относят к способу удлинения нетканой структуры, обычно в направлении выработки, чтобы уменьшить ее ширину (направление, поперечное к направлению выработки) управляемым образом до желательной величины. Управляемое растяжение может происходить на холоде, при комнатной температура или более высоких температурах и ограничено увеличением общего размера в направлении вытяжки до удлинения, требуемого для разрыва ткани, которое в большинстве случаев составляет около от 1,2 до 1,6 раз. При отпускании сетка сжимается, но не возвращается к ее первоначальным размерам. Такой процесс раскрыт, например, в патенте США 4443513 (Meitner и Notheis); патентах США номера 4965122, 4981747 и 5114781 (Merman) и патенте США 5244482 (Hassenboehier Jr.) и др., содержание которых включено здесь в качестве ссылки во всей их полноте.
"Имеющий шейку материал" относится к любому материалу, который подвергся процессам образования шейки или вытяжения шейки.
"Материал с обратимым образованием шейки" относится к материалу, который обладает характеристиками вытягивания и восстановления, формируемыми образованием шейки в материале, затем нагревания имеющего шейку материала и охлаждения этого материала. Такой процесс раскрыт в патенте США 4965122 (Morman), также принадлежащем правопреемникам настоящего изобретения, и его содержание включено здесь в качестве ссылки во всей его полноте. Как используется здесь, термин "связанный в шейке ламинат" относится к композитному материалу, имеющему, по меньшей мере, два слоя, в которых один слой является имеющим шейку не эластичным слоем, а другой слой представляет собой эластичный слой. Слои соединяют вместе, когда не эластичный слой находится в расширенном (имеющем шейку) состоянии. Примеры связанных в шейке ламинатов представляют собой такие, которые описаны в патентах США 5226992, 4981747, 4965122 и 5336545 (Morman), содержание которых включено здесь в качестве ссылки во всей их полноте.
"Вязально-прошивное" относится к процессу, в котором материалы (волокна, сетки, пленки и т.д.) соединяют сшивками или связыванием через материалы. Примеры таких процессов показаны в патенте США 4891957 (Strack) и др. и патенте США 4631933 (Carey, Jr), содержания которых включены здесь в качестве ссылки во всей в их полноте.
"Ультразвуковое связывание" относится к процессу, в котором материалы (волокна, сетки, пленки и т.д.) соединяют пропусканием материалов между источником акустических волн и опорным валом. Пример такого процесса показан в патенте США 4374888 (Bomslaeger), содержание которого включено здесь в качестве ссылки во всей в его полноте.
"Термическое точечное связывание" включает пропускание материалов (волокон, сеток, пленок и т.д.), подлежащих связыванию, между нагретым каландром и опорным валом. Каландр является обычно, хотя не всегда, узорным так, чтобы вся ткань не связывалась по всей ее поверхности, а опорный вал является обычно плоским. В результате разработаны различные конфигурации каландра по функциональным, а также эстетическим причинам. Как правило, процент области связывания варьируется от около 10 процентов до около 30 процентов площади тканевого ламината. Как известно в технологии, термическое точечное связывание удерживает слои ламината вместе и придает целостность каждому индивидуальному слою связывающими непрерывными элементарными нитями и/или волокнами внутри каждого слоя.
"Эластичный" относится к любому материалу, включая пленку, волокно, нетканую сетку или их сочетание, которые при приложении смещающей силы в, по меньшей мере, одном направлении, является подверженными растягиванию, длина смещения которого составляет, по меньшей мере, около 110 процентов, лучше, по меньшей мере, около 130 процентов и, в особенности, по меньшей мере, около 150 процентов от его длины в нерастянутом состоянии, и которая будет возвращать, по меньшей мере, 15 процентов от его удлинения при снятии растягивающей силы. В настоящем применении, материал требует только обладания этими свойствами, по меньшей мере, в одном направлении, чтобы быть определенным как эластичный.
"Растягиваемый и восстанавливающийся" относится к способности материала растягиваться при вытяжке и восстанавливаться после ее снятия. Растягиваемые и восстанавливающиеся материалы представляют собой материалы, которые при приложении силы смещения поддаются растягиванию до растянутой, смещенной длины и которые будут возвращать часть, предпочтительно, по меньшей мере, около 15 процентов их удлинения при снятии растягивающей силы.
Как используется здесь, термины "эластомер" или "эластомерный" относятся к полимерным материалам, которые имеют свойства растяжимости и восстановления.
"Вытяжка" относится к способности материала растягиваться при приложении силы смещения. Процент вытяжки представляет собой разность между первоначальным размером материала и тем же самым размером после того, как материала был вытянут или растянут после приложения силы смещения. Процент вытяжки может быть выражен как [(длина в растянутом состоянии - начальная длина образца)/начальная длина образца] × 100. Например, если материал, имеющий начальную длину один (1) дюйм растянут на 0,50 дюйма, то есть, длина в растянутом состоянии составляет 1,50 дюймов, можно сказать, что материал имеет вытяжку 50 процентов.
"Регенерация" или "восстановление" относится к укорочению вытянутого материала по завершении действия силы смещения после растягивания материала приложением силы смещения. Например, если материал, имеющий длину в спокойном, не растянутом состоянии один (1) дюйм, вытягивают на 50 процентов вытягиванием его длины до одного и половины (1,5) дюйма, материал имел бы длину в вытянутом состоянии, которая составляет 150 процентов от его длины в спокойном состоянии. Если этот типичный вытянутый материал сжимается так, что он восстанавливает свою длину до одного и десятой части (1,1) дюйма после снятия смещающей и вытягивающей силы, материал восстанавливал бы 80 процентов (0,4 дюйма) его удлинения.
"Электретный" или "электретно обработанный" относится к обработке, которая придает заряд диэлектрическому материалу, такому как полиолефин. Заряд включает слои положительных или отрицательных зарядов, захваченных на или около поверхности полимера, или пятна заряда, сохраненные в массе полимера. Этот заряд также включает поляризационные заряды, которые заморожены в расположении диполей молекул. Способы подвергания материала электретной обработке известны специалистам. Эти способы включают, например, способы термические, контакта с жидкостью, электронно-лучевые и коронного разряда. Одна специфическая методика подвергания материала электретной обработке раскрыта в патенте США 5401466 (Foltz) и др., содержание которого здесь включено в качестве ссылки во всей его полноте. Эта методика включает подвергание материала действию пары электрических полей, где электрические поля имеют противоположные полярности.
"Полимер" обычно включает, но не ограничивается ими, гомополимеры, сополимеры, такие как, например, блок, привитые, статистические и чередующиеся сополимеры, тройные сополимеры и т.д. и их смеси и модификации. Кроме того, если не указаны иные, специфические ограничения, термин "полимер" будет включать все возможные геометрические конфигурации молекулы. Эти конфигурации включают, но не ограничены ими, изотактические, синдиотактические и статистические симметрии.
"Кремнийорганический материал" обычно включает материалы термопластичные, термореактивные, пластмассу, каучук, пену, гель, пленку, адгезив или другие такие материалы, содержащие кремнийорганическое соединение. Эти термины могут быть определены с дополнительным языковыми особенностями в остальных частях описания.
Как отмечено выше, респираторы работают лучше, если они соответствуют контурам лица потребителя респиратора. Одноразовые респираторы - те, которые используют в течение дня или тому подобное, а затем выбрасывают - обычно изготавливают из относительно тонких и гибких волокнистых субстратов (например, нетканых материалов). Как таковой, субстрат может быть согнут и как-то приспособлен к поверхностям вокруг носа и рта потребителя. Тем не менее, отверстия могут все еще, оставаться - обычно в периферии основной части респиратора, которая приспособлена на и/или вокруг носа и рта - так, что выдыхаемый или вдыхаемый воздух проходит через отверстие, а не через основную часть респиратора. Присутствуют или нет такие отверстия, положение респиратора может сдвигаться в ходе использования. Если такие отверстия присутствуют, тогда выдыхаемый, увлажненный воздух может входить в контакт с очками безопасности, потенциально конденсируясь на них и образуя туман на поверхностях стекла. Очевидно, это может мешать, возможно, серьезно, работе потребителя. В ином случае, вдыхаемый воздух, проходящий через эти отверстия, а не основную часть респиратора, может приводить к прохождению частиц или другим компонентов, содержащихся в воздухе, непосредственно в легкие потребителя. Важно заметить что, даже если имеется приемлемо плотная посадка между лицом потребителя и респиратором при первоначальном надевании, респиратор может впоследствии перемещаться в ходе использования (например, вследствие разговора потребителя), тем самым создавая отверстия, которые могут приводить к указанным выше проблемам.
Кремнийорганические адгезивы, используемые в медицинской промышленности, обычно благоприятны для кожи и прикрепляются к коже, не причиняя раздражения. Кроме того, такие адгезивы могут помогать создавать герметический контакт с кожей, и являются проницаемыми для влаги, удобными и мягкими. Эти адгезивы являются достаточно гибкими так, что, когда кожа потребителя движется, адгезив остается в контакте с кожей (то есть, подобное прокладке уплотнение может поддерживаться в динамических ситуациях). К сожалению, такие адгезивы обычно не связываются хорошо с различными субстратами, включая пленки и волокнистые субстраты (например, нетканый полиолефин или пленка полиолефина). Без связи с конкретной теорией, для полиолефиновых материалов это может происходить вследствие химической несовместимости между кремнийорганическим адгезивом и полиолефином, таким как полиэтилен или полипропилен, и/или различиями между поверхностной энергией кремнийорганического адгезива в сравнении с поверхностной энергией полиолефинового материала. В настоящее время нет кремнийорганических адгезивов, пригодных для кожи, которые также обеспечиваю приемлемое связывание с субстратом, таким как полиолефиновый субстрат.
Для приемлемого прикрепления к коже (то есть, с удовлетворительной адгезией, но который может быть отделен от кожи без раздражения или повреждения кожи), кремнийорганический адгезив обычно будет иметь силу отслаивания на 90 градусов около 50 граммов на дюйм; лучше около 100 граммов на дюйм; еще лучше около 250 граммов на дюйм. Но приемлемое связывание с субстратом, таким как полиолефиновый субстрат, могло бы иметь силу отслаивания на 180 градусов около 500 граммов на дюйм или больше. Должно быть отмечено, что один характерный способ, которым измеряют усилие отслаивания, описан ниже.
В некоторых характерных примерах, описанных ниже, мы обнаружили, что испытываемые кремнийорганические адгезивы, когда их используют в одиночку, обеспечивают удовлетворительное прикрепление к коже, но слабое приклеивание к различным субстратам, включая материал и пленку из нетканого полипропилена фильерного способа производства.
Мы определили, что сочетание материала с низкой липкостью (например, кремнийорганического материала на основе растворителя с низкой липкостью) и кремнийорганического материала с высокой липкостью (например, термоплавкого кремнийорганического адгезива с высокой липкостью) может обеспечивать как удовлетворительную связь с субстратами, такими как полиолефиновые субстраты, и в то же самое время иметь приемлемые качества прикрепления к коже (снова, что касается способности материала к обратимому прикреплению или адгезии к коже, без раздражения или повреждения кожи, когда материал отрывают от кожи). Конечно, относительные количества материала с низкой липкостью и кремнийорганического материала с высокой липкостью могут быть выбраны, чтобы обеспечить желательные качества приемлемой адгезии к коже и приемлемой адгезии к субстрату.
Наши, по существу, гомогенные кремнийорганические смеси по изобретению могут быть использованы различными способами. Например, эта кремнийорганическая смесь может быть прикреплена к субстрату, такому как полиолефиновая нетканая сетка или пленка, причем сама смесь затем доступна обратимому соединению с кожей (чтобы прикрепить к коже и/или сформировать герметизирующий состав на коже). В ином случае эта смесь может быть расположена между субстратом и, например, другим слоем, таким как менее липкая кремнийорганическая адгезивная пленка. В этом последнем случае, кремнийорганическая адгезивная пленка служит обратимому соединению с кожей. Кремнийорганическую смесь используют для присоединения кремнийорганической адгезивной пленки к субстрату.
Различные подходы могут быть использованы для производства кремнийорганической смеси по настоящему изобретению. Материал с низкой липкостью, такой как кремнийорганический материал с низкой липкостью в жидкой форме, может быть объединен с кремнийорганическим материалом с высокой липкостью, таким как термоплавкий кремнийорганический адгезив, который является твердым при комнатной температуре (то есть, по существу, твердым на 100%). Если кремнийорганический материал с высокой липкостью представляет собой твердую форму, такую, как эта, это твердое тело может быть помещено в контейнер, имеющей достаточный объем, чтобы удерживать как кремнийорганический материал с высокой липкостью, так и материал с низкой липкостью, который будет добавлен. Обычно достаточный объем материала с низкой липкостью будет добавлен так, чтобы кремнийорганический материал с высокой липкостью растворялся в получающейся смеси. Также, смесь будет обычно размешана или механически перемешана некоторым способом, чтобы облегчать объединение материалов с высокой липкостью и с низкой липкостью.
Готовая смесь может затем быть нанесена на один или несколько слоев, чтобы получить субстрат или ламинат, приспособленный к обратимому приклеиванию к человеческой коже. Обычно смесь будет иметь такие вязкость и реологические свойства, чтобы она могла быть закачана или перемещена из резервуара в рабочее устройство для операции, при которой эта композиция будет нанесена на субстрат. Эта композиция может быть распылена, нанесена из паза, отпечатана, выдута (например, выдута из расплава - но обычно эта композиция не должна быть расплавлена перед использованием в оборудовании для выдувания из расплава) или иначе нанесена на поверхность субстрата (например, перемещением нетканой сетки или пленки). Обычное оборудование для обработки и нанесения термоплавкого адгезива или обработки и нанесения других полимерных материалов, - таких как те, что используют для получения синтетических волокон, используемых в нетканых материалах, может быть использовано с кремнийорганическими смесями по настоящему изобретению. Обычно смесь не должна быть нагрета, чтобы ее перекачивать и наносить. Вместо этого смесь будет обычно жидкой при комнатной температуре и, следовательно, способной к хранению в резервуарах и перекачиванию в рабочую камеру для нанесения смеси. Если смесь должна быть размещена между двумя или несколькими слоями, то последовательность добавления может быть выбрана так, чтобы обеспечить легкую переработку и стимулировать желательное функционирование продукта. Например, если кремнийорганическая смесь должна быть расположена между кремнийорганической адгезивной пленкой и нетканым полипропиленом, тогда смесь может быть сначала покрыта на пленке смесью пленка/кремнийорганическое соединение, а затем приклеена на нетканый субстрат. Или, в ином случае, кремнийорганическая смесь может быть покрыта на субстрате, в этом случае, нетканом полипропилене.
Кремнийорганическая смесь, либо сочетание кремнийорганической смеси и кремнийорганического адгезива (например, кремнийорганической адгезивной пленки или геля), может быть использовано, чтобы помогать обеспечить обратимое соединение и/или герметичность между респиратором и кожей. Примеры одного или нескольких материалов, используемых в респираторах и/или масках для лица, раскрыты в патенте США 5322061; который датирован 21 июня 1994, и озаглавлен "Disposable Aerosol Mask" (Kevin K. Branson); и который тем самым включен в качестве ссылки во всей его полноте в соответствии с его содержанием; а также в ссылках, цитируемых в других местах в этом раскрытии, включая ссылки, цитируемые в секции «определения» для различных видов субстратов и материалов. Обычно выбранные материалы, из которых сконструирована основная часть респиратора, представляют собой сечение, разрез, или иначе сконфигурированные в формы, приспособленные, чтобы закрывать части лица потребителя (например, нос и рот потребителя). Если индивидуальные слои или компоненты должны быть прикреплены к друг другу, чтобы изготовить основную часть респиратора, тогда указанные слои или компоненты могут быть прикреплены друг к другу, используя, например, нагревание, адгезивы, ультразвуковую энергию, механические устройства прикрепления (например, крепления из крючков и петель, шитье и т.п.. Как отмечается в другом месте, материалы могут быть надрезаны некоторым образом, чтобы облегчать прикрепление к крепящему компоненту. В ходе конструирования респиратора или после его сборки, кремнийорганическая смесь по настоящему изобретению может быть распылена, покрыта, прочесана, отпечатана, раздута или иным образом нанесена на некоторую часть поверхности респиратора, обращенную к лицу или имеющую контакт с кожей потребителя. Например, кремнийорганическая смесь может быть нанесена на некоторую часть периметра основной части респиратора, которая будет в контакте с лицом или кожей потребителя.
Обычно отделяемый слой или подложка, такие как пленка, бумага, прокладка или другой субстрат, будут нанесены поверх смеси. При использовании отделяемого слоя, такого как эти, респиратор может быть свернут, упакован, заправлен в форму и иначе обработан без частей респиратора, приклеенных к нему, упаковке или другим поверхностям. Потребитель может затем удалить отделяемый слой или подложку перед использованием респиратора. Конечно, другие варианты выполнения изобретения также могут содержать отделяемый слой, либо подложку, расположенную на поверхности кремнийорганической смеси, приспособленной для контакта с кожей так, чтобы по причинам, только что указанным, кремнийорганическая смесь не имела нежелательного прилипания к поверхностям (пока, конечно, потребитель субстрата, использующего кремнийорганическую смесь, не пожелает использовать субстрат путем прикрепления соответствующей кремнийорганической смеси к коже).
Еще одно замечание состоит в том, что отделяемый слой или подложка может быть использован(а) с кремнийорганическим адгезивом, таким как кремнийорганическая адгезивная пленка или гель. Так например, вариант выполнения настоящего изобретения, содержащий кремнийорганическую адгезивную пленку или гель, субстрат и кремнийорганическую смесь, расположенную между ними и присоединенную как к субстрату, так и к кремнийорганической адгезивной пленке или гелю, может также содержать отделяемый слой, расположенный поверх поверхности кремнийорганической адгезивной пленки или геля, приспособленный к обратимому приклеиванию к человеческой коже. Также должно быть понятно, что как кремнийорганическая смесь, так и любой кремнийорганический адгезив могут иметь отделяемые слои, расположенные поверх поверхности в ходе производства субстрата, использующего кремнийорганические смесь или кремнийорганический адгезив. По тем же причинам, указанным выше, использование таких отделяемых слоев в ходе производства может помогать избегать нежелательного прикрепления кремнийорганической смеси (или кремнийорганического адгезива, к которому присоединена кремнийорганическая смесь) к различным поверхностям или сеткам.
Примеры
Пример 1
Два адгезива были получены от Dow Coming Corporation, имеющей офисы на South Saginaw Rd, Midland, MI 48686: (1) термоплавкий кремнийорганический адгезив Bio-PSA 7-4560 (указываемый как 100% твердый и имеющий вязкость 25500 сантипуаз, измеренную при 380 градусах по Фаренгейту (193,4°С)); и (2) термоплавкий кремнийорганический адгезив Bio-PSA-74101 (указываемый как твердый на 60% в гептане и имеющий вязкости раствора 150 сантипуаз при 77 градусах по Фаренгейту (25°С)). Термоплавкий кремнийорганический адгезив представляет собой кремнийорганический материал с высокой липкостью высокой вязкости, а кремнийорганический адгезив представляет собой материал с низкой липкостью малой вязкости.
Эти кремнийорганические материалы комбинировали в различных пропорциях следующим типичным образом. Сорок граммов твердого кремнийорганического адгезива с высокой липкостью помещали в стеклянную банку емкостью 10 унций. Шестьдесят граммов кремнийорганического адгезива с низкой липкостью затем выливали в эту банку. Смесь периодически перемешивали с 5 минутными интервалами, а затем оставляли на ночь при комнатной температуре. После этой процедуры твердый кремнийорганический адгезив полностью растворялся. Смесь была прозрачным, бесцветным, вязким раствором, имеющим вязкость по Брукфилду 2400 сантипуаз при температуре 72 градусов по Фаренгейту (22,22°С). Эту специфическую смесь обозначали как композиция SAP -13. Другие композиции получали аналогичным способом, и они включали: (1) сочетание из 30 граммов Bio-PSA-7-4560 (кремнийорганический адгезив с высокой липкостью) и 70 граммов Bio-PSA-7-4101 (кремнийорганический адгезив с низкой липкостью), имеющее вязкость по Брукфилду около 1550 сП при 72 градусах по Фаренгейту (22,22°С) и обозначаемое как композиция SAP-12; и (2) сочетание из 50 граммов Bio-PSA-7-4560 (кремнийорганический адгезив с высокой липкостью) и 50 граммов Bio-PSA-7-4101 (кремнийорганический адгезив с низкой липкостью), имеющее вязкость по Брукфилду около 4750 сантипуаз при 72 градусах по Фаренгейту (22,22°С) и обозначаемое как композиция SAP-14.
Пример 2
2
Получали сочетания из субстратов/слоев и кремнийорганических смесей из примера 1. Были получены каждый: полипропиленовый материал фильерного способа производства, имеющий массу основы 0,5 унций на квадратный ярд (0,01475 г/м); воздухопроницаемая наружная покровная пленка, используемая в пеленках (то есть, полипропиленовая пленка, содержащая наполнитель из частиц); и поглощающее ядро (бумажная пыль/суперабсорбирующий материал из частиц). Липкую ленту (скотч Master tape), полученную от 3М Company, наносили на одну сторону каждого из этих материалов. После того, как эти три материала укрепляли на одной стороне липкой лентой, вырезали образцы размером 2 дюйма на 6 дюймов. Для тех ламинатов, в которых смесь из примера 1 помещали между одним из этих 3 субстратов и кремнийорганическим адгезивом, кремнийорганические пленки 7-9700 получали от Dow Coming. Получали три различных толщины: 10 мил, 20 мил и 30 мил (мил = одна тысячная часть дюйма). На одну сторону этих кремнийорганических пленок наносили подложку из полиэтилена.
Затем получали два типа образцов: (1) образцы, в которых кремнийорганическую смесь из примера 1 располагали между кремнийорганической пленкой и одним из 3 субстратов, определенных в предшествующем абзаце; и (2) образцы, в которых кремнийорганическую смесь из примера 1 наносили непосредственно на один из этих 3 субстратов без кремнийорганического адгезива. Для тех образцов, в которых кремнийорганическая смесь из примера 1 была расположена между кремнийорганической пленкой и субстратом, кремнийорганическую смесь SAP-13 наносили на поверхность кремнийорганической пленки 20 мил при добавлении на уровне около 100 граммов на квадратный метр. Эту смесь наносили на эту сторону кремнийорганической пленки без подложки полиэтиленовой пленки. Кремнийорганическую пленку с нанесенной композицией затем оставляли на время до 5 минут. Покрытую пленку затем приклеивали к каждому из различных субстратов - с покрытой стороной пленки, обращенной к стороне субстрата, не упрочненной липкой лентой (то есть, покрытая сторона пленки была прикреплена к субстрату, но не к липкой ленте на субстрате). 2-килограммовый ролик шириной 2 дюйма (полученный от Chemlnstruments, имеющего офисы в Фейрфилд, Огайо) помещали поверх 3-слойного ламината и прокатывали по длине ламината, чтобы помочь материалу соединиться. Готовая структура тогда содержала один из трех субстратов (полипропилен фильерного способа производства, внешнюю полипропиленовую пленку или абсорбирующее ядро), который был прикреплен к кремнийорганической смеси SAP-13 из примера 1, которая была прикреплена к кремнийорганической пленке. Перед испытанием сторона субстрата, обращенная наружу, имела липкую подложку, прикрепленную к ней, и сторона кремнийорганической пленки, обращенная наружу, имела подложку из полиэтиленовой пленки, прикрепленной к ней. Эту же процедуру использовали для получения других ламинатов, перечисленных в таблицах ниже.
Как отмечено выше, для других серий образцов Кремнийорганическую смесь из примера 1 наносили непосредственно на поверхность субстрата. Кремнийорганическую смесь SAP-13 или SAP-12 наносили на полиэтиленовую пленку при добавлении на уровне около 50 граммов на квадратный метр. После около от 3 до 5 минут покрытую сторону пленки присоединяли к одному из этих трех субстратов, определенных ранее (полипропилен фильерного способа производства, пленка, абсорбирующее ядро). Вновь использовали 2-килограммовый ролик, описанный выше, чтобы помочь присоединить композицию из примера 1 к субстрату. Все образцы оставляли при комнатной температуре на ночь перед любым физическим испытанием.
Пример 3
Типичные сочетания, полученные в примере 2, затем проверяли на усилие отслаивания. Это усилие отслаивания или сила расслаивания измеряло количественно силу растяжения на единицу ширины образца, требуемого для отделения материалов друг от друга на 180° в испытании на отслаивание. В то время другие испытания могут быть использованы для сравнения сочетаний, полученных с многофункциональными кремнийорганическими смесями по настоящему изобретению и без них, способ, используемый для этих сравнений, применяли на следующих стадиях.
(1) Как указано выше, каждый из полученных образцов был шириной 2 дюйма и длиной 6 дюймов. Обычно измеряли усилие отслаивания 3 индивидуальных образцов, указывая среднее этих 3 образцов в таблице ниже. Указанное усилие отслаивания представляет собой среднее максимального усилия отслаивания, измеренного в ходе эксперимента.
(2) Калибровали прибор для испытания на растяжение. Один конец каждого образца расслаивали вручную так, чтобы присутствовало достаточно материала, чтобы его зажать и удерживать образец. Для каждого образца первый слой, такой как покрытая кремнийорганическая пленка (то есть, кремнийорганическая пленка с кремнийорганической смесью из примера 1, нанесенной на нее), вставляли и зажимали в верхний захват прибора для испытания на растяжение. Второй слой, такой как полипропиленовый субстрат фильерного способа производства, вставляли и зажимали в нижний захват прибора для испытания на растяжение. Каждый захват должен иметь подходящую облицовку в контакте с образцом, чтобы надежно удерживать первый или второй слой без скольжения или разрушения, когда ламинат разрывается. Захваты прибора для испытания на растяжение первоначально отделяли на 75 мм при старте испытания. Для некоторых испытаний образцы прикрепляли к пластине из нержавеющей стали. В этих случаях образец приклеивали к пластине из нержавеющей стали, используя 2-килограммовый ролик. Выставленную часть пластины из нержавеющей стали затем зажимали в нижний захват прибора для испытания на растяжение, и выставленную часть образца приклеивали к пластине из нержавеющей стали, зажатой в верхнем захвате прибора для испытания на растяжение. Образцы затем отслаивали от пластины из нержавеющей стали. Для испытания на отслаивание от человеческой кожи (в этом случае использовали нижнюю сторону предплечья так, что образец для испытаний приклеивали к коже, которая, по существу, не имела более длинных волос, обычно присутствующих на верхней части руки) проводили испытание на отслаивание на 90 градусов. Получение образцов было таким же, как в испытании на отслаивание на 180 градусов от пластин из нержавеющей стали с использованием 2-килограммового ролика. Три образца для испытания также испытывали в каждом пункте. Данные приведены в таблицах ниже.
(3) Прибор для испытания на растяжение устанавливали так, чтобы захваты двигались отдельно со скоростью 12 дюймов в минуту. Испытание продолжали, пока образец не разрывался или пока один из слоев не отделялся. Среднее усилие отслаивания и максимальное усилие отслаивания затем регистрировали. Различные скорости испытания, периоды испытания и продолжительности поперечного перемещения могут быть использованы для получения статистически верного среднего усилия отслаивания для образцов, требуемого при различных размерах образца.
(4) После расслаивания или разрушения образца рассчитывали максимальное усилие отслаивания на единицу ширины для каждого образца делением максимального усилия отслаивания в граммах на ширину образца в дюймах (то есть, 2 дюйма). Затем рассчитывали общее среднее для каждого образца, усредняя три результата, полученные для каждого индивидуального образца. Общее среднее для каждого образцов набора приведено в таблицах ниже в граммах на дюйм. Три образца для испытания также проверяли по каждому пункту. Соответствующие приборы для испытания на растяжение для использования в этом испытании, среди других, включают прибор Sintech 2, который был доступен от Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Сагу, N.C. 27513 (Sintech Corporation, которая была приобретена MTS); модель Instron TM, доступная от Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, Mass. 02021; Thwing-Albert Model INTELLECT II, доступная от Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Button Rd., Philadelphia, Pa. 19154; или MTS Alliance RT/1400, доступный от MTS Corporation, имеющей офисы в Eden Prairie, Minnesota.
Данные этих испытаний представлены в таблицах 1 и 2 ниже.
Таблица 1
Ламинат
Усилие отслаивания г/дюйм (среднее при макс. нагрузке)
Виды разрушения
пленка 7-9700/ нержавеющая сталь
240
нарушение адгезии
пленка 7-9700/SAP-13/ нержавеющая сталь
1430
пленка 7-9700 разрушена; материал нарушен
пленка 7-9700/материал фильерного способа пр-ва
150
пленка 7-9700/SAP-13/ материал фильерного способа производства
930
пленка 7-9700 разрушена; материал нарушен
пленка 7-9700/пленка ПЭ
110
нарушение адгезии
пленка 7-9700/SAP-13/ пленка ПЭ
990
пленка 7-9700 разрушена; материал нарушен
пленка 7-9700/пленка ПП
330
нарушение адгезии
пленка 7-9700/SAP-13/ пленка ПП
1010
пленка ПП разрушена; материал нарушен
пленка ПП/ пленка 7-9700
290
нарушение адгезии
пленка ПП/SAP-13/ пленка 7-9700*
1090
пленка ПП разрушена; материал нарушен
* SAP-13 нанесена на пленку ПП, затем ламинирована кремнийорганической пленкой 7-9700
пленка 7-9700/ абсорбирующее ядро
130
нарушение адгезии
пленка 7-9700/SAP-13/ абсорбирующее ядро
720
пленка ПП разрушена; материал нарушен
В таблице 1 выше первое сравнение показывает, что максимальная нагрузка (или усилие отслаивания) 240 граммов на дюйм было измерено, когда кремнийорганическая адгезивная пленка отслаивалась от пластины из нержавеющей стали. Когда кремнийорганическая смесь SAP-13 располагалась между кремнийорганической адгезивной пленкой и пластиной из нержавеющей стали, усилие отслаивания возрастало до 1430 граммов на дюйм. Кроме того, разрушение в этом последнем случае происходило вследствие разрушения кремнийорганической адгезивной пленки - разрушения материала, а не нарушения адгезии. Во втором сравнении максимальная нагрузка (или усилие отслаивания) в 150 граммов на дюйм была измерена, когда кремнийорганическая адгезивная пленка отслаивалась от полипропилена фильерного способа производства, имеющего вес основы 0,5 унций на квадратный ярд. Когда кремнийорганическую смесь SAP-13 располагали между кремнийорганической адгезивной пленкой и полипропиленом фильерного способа производства, усилие отслаивания увеличивалось до 930 граммов на дюйм. Кроме того, разрушение в этом последнем случае происходило вследствие разрушения кремнийорганической адгезивной пленки - разрушения материала, а не нарушения адгезии. В третьем сравнении, максимальная нагрузка (или усилие отслаивания) в 110 граммов на дюйм была измерена, когда кремнийорганическая адгезивная пленка отслаивалась от полиэтиленовой пленки. Когда кремнийорганическая смесь SAP-13, была расположена между кремнийорганической адгезивной пленкой и полиэтиленовой пленкой, усилие отслаивания возрастало до 990 граммов на дюйм. Кроме того, разрушение в этом последнем случае происходило вследствие разрушения кремнийорганической адгезивной пленки - разрушения материала, а не нарушения адгезии. В четвертом сравнении, максимальная нагрузка (или усилие отслаивания) 330 граммов на дюйм была измерена, когда кремнийорганическая адгезивная пленка отслаивалась от полипропиленовой внешней пленки. Когда кремнийорганическая смесь SAP-13 была расположена между кремнийорганической адгезивной пленкой и внешней полипропиленовой пленкой, усилие отслаивания возрастало до 1010 граммов на дюйм. Кроме того, разрушение в этом последнем случае происходило вследствие разрушения кремнийорганической адгезивной пленки - разрушения материала, а не нарушения адгезии. В пятом сравнении, максимальная нагрузка (или усилие отслаивания) 290 граммов на дюйм была измерена, когда кремнийорганическая адгезивная пленка отслаивалась от внешней полипропиленовой пленки. Когда кремнийорганическая смесь SAP-13 была расположена между кремнийорганической адгезивной пленкой и внешней полипропиленовой пленкой, усилие отслаивания возрастало до 1090 граммов на дюйм. Кроме того, разрушение в этом последнем случае происходило вследствие разрушения кремнийорганической адгезивной пленки - разрушения материала, а не нарушения адгезии. Различие между четвертым и пятым сравнением следующее. В четвертом сравнении, смесь SAP-13 была сначала нанесена на одну сторону кремнийорганической адгезивной пленки, а затем эта покрытая сторона кремнийорганической адгезивной пленки была прикреплена к внешней полипропиленовой пленке. В пятом сравнении, смесь SAP-13 была сначала нанесена на одну сторону внешней полипропиленовой пленки, а затем эта покрытая сторона внешней полипропиленовой пленки была прикреплена к кремнийорганической адгезивной пленке. В шестом сравнении, максимальная нагрузка (или усилие отслаивания) в 130 граммов на дюйм была измерена, когда кремнийорганическая адгезивная пленка отслаивалась от абсорбирующего ядра целлюлозный пух/суперабсорбент. Когда кремнийорганическая смесь SAP-13 была расположена между кремнийорганической адгезивной пленкой и абсорбирующим ядром, усилие отслаивания возрастало до 720 граммам на дюйм. Кроме того, разрушение в этом последнем случае происходило вследствие разрушения кремнийорганической адгезивной пленки - разрушения материала, а не нарушения адгезии.
Таблица 2
Ламинат
Усилие отслаивания г/дюйм (среднее при макс. нагрузке)
Виды разрушения
пленка 7-9700/ человеческая кожа
200
пленка ПЭ/SАР-13/ человеческая кожа
160
пленка ПЭ/SАР-12/ человеческая кожа
120
пленка ПЭ/SАР-13/ абсорбирующее ядро
120
разрушено абсорбц. ядро, нарушен материал
пленка ПЭ/SAP-13/ материал фильерного способа производства
1050
разрушен материал фил. способа производства, нарушен материал
пленка ПЭ/SAP-13/ пленка ПП
1030
разрушена пленка ПП, нарушен материал
Первый ввод в таблицу 2 показывает, что максимальная нагрузка (или усилие отслаивания), при которой идентифицировано отслаивание кремнийорганической адгезивной пленки от кожи, составляет 200 граммами на дюйм (как отмечено выше, это определяется испытанием отслаивания на 90 градусов, а не испытанием отслаивания на 180 градусов). Кремнийорганические смеси SAP-13 и SAP-12 отслаиваются от кожи при измеренных максимальных нагрузках 160 граммов на дюйм и 120 граммов на дюйм, соответственно, (с каждой из этих кремнийорганических смесей, нанесенных на полиэтиленовую пленку). Остальные три ввода дают максимальные нагрузки, при которых кремнийорганическая смесь SAP-13 (нанесенная на полиэтиленовую пленку) отслаивается от абсорбирующего ядра пух/суперабсорбент при нагрузке 0,5 унций на квадратный ярд для полипропилена фильерного способа производства и внешней полипропиленовой пленки, соответственно: 120 граммов на дюйм (вследствие разрушения материала абсорбирующего ядра); 1050 граммов на дюйм (вследствие разрушения материала фильерного способа производства); и 1030 граммов на дюйм (вследствие разрушения материала полипропиленовой пленки)..
Пример 4
Адгезив был получен от Dow Coming Corporation, имеющей офисы на South Saginaw Rd, Midland, MI 48686: термоплавкий кремнийорганический адгезив Bio-PSA 7-4560 (указываемый как на 100% твердый и имеющий вязкость 25500 сантипуаз, измеренную при 380 градусах по Фаренгейту (193,4°С)).
Адгезив Bio-PSA 7-4560 растворяли в этилацетате (чистый растворитель), чтобы получить раствор, имеющий 40% по массе адгезива. Сорок граммов кремнийорганического адгезива, твердого вещества высокой липкости помещали в стеклянную банку на 10 унций. Шестьдесят граммов этилацетата затем наливали в эту банку. Смесь периодически перемешивали в периоды от 10 до 20 минут и затем оставляли на ночь при комнатной температуре. После этой процедуры твердый кремнийорганический адгезив полностью растворялся. Смесь была, по существу, прозрачным раствором, имеющим вязкость по Брукфилду 250 сантипуаз при температуре 72 градусов по Фаренгейту (22,22°С).
Десять граммов смеси Bio-PSA 7-4560/этилацетат затем помещали в стеклянную банку на две унции. Тридцать граммов порошка сшитого сополимера полиакрилата, идентифицированного как Polypor E-200, доступного от AMCOL, имеющего офисы в Arlington Heights, Illinois, затем добавляли к смеси Bio-PSA 7-4560/этилацетат. Это сочетание перемешивали, когда добавляя порошок. Потом навинчивали колпак на банку, чтобы закрыть ее. Затем выдерживали в течение одной недели при комнатной температуре в этой закрытой емкости, причем сочетание смеси Bio-PSA 7-4560/этилацетат и порошка Polypor E-200 становилось непрозрачным без видимого осадка, предлагаем, что порошок Polypor E-200, по существу, равномерно распределялся по всей смеси Bio-PSA 7-4560/этилацетат. Эту композицию обозначали как "SSA-8".
Другую композицию по изобретению, обозначаемую как "SSA-9", получали подобным образом, как и SSA-8, за исключением того, что через один час после добавления трех десятых грамма Polypor E-200 (с перемешиванием) добавляли полграмма порошка REACH 103 (снова с перемешиванием так, что порошок REACH 103 был, по существу, распределен равномерно по всей композиции). REACH 103 представляет собой антиперспирант, которое включает хлоргидрат алюминия, и доступно от Reheis, Inc, имеющей офисы в Berkeley Heights, New Jersey. Через 48 часов смесь, как казалось, становилась снежно-белой со слегка отделенным слоем наверху.
Другую композицию по изобретению, обозначаемую как "SSA-10", получали подобным образом, как и SSA-8, за исключением того, что пол-грамма силикагеля добавляли (снова с перемешиванием, пока добавленный силикагель не распределялся, по существу, равномерно по всей композиции; не добавляли ни REACH 103, ни Polypor E-200). Силикагель доступен под обозначением Syloid 224 от Grace Davison, W. R. Greace & Company, имеющей офисы в Columbia, Maryland. Через одну неделю не наблюдалось никакого существенного разделения в композиции.
Пример 5
Получали сочетания субстраты/слои и кремнийорганические композиции из примера 4. Получали каждое: материал полипропилен фильерного способа производства, имеющий массу основы 0,5 унций на квадратный ярд, и полиэтиленовую пленку. Липкую ленту (скотч Master tape), полученную от 3М Company, наносили на одну сторону каждого из этих материалов. После того, как эти три материала укрепляли на одной стороне липкой лентой, вырезали образцы размером 2 дюйма на 6 дюймов.
Затем получали образцы, в которых кремнийорганическую композицию из примера 4 наносили непосредственно на упрочненную полиэтиленовую пленку. Кремнийорганические композиции SSA-8, SSA-9 и SSA-10 перемешивали одну минуту перед нанесением на полиэтиленовую пленку, затем наносили, используя щетку, на полиэтиленовую пленку при добавлении на уровне около 50 граммов на квадратный метр (добавление на этом уровне определяется взвешиванием пленки перед и после нанесения кремнийорганических композиций). После около от 1 до 3 минут, покрытую сторону пленки соединяли с кожей, материалом фильерного способа производства или нержавеющей сталью. Вновь использовали 2-килограммовый ролик, описанный выше, для помощи в присоединении композиции из примера 4 к субстрату. Все образцы оставляли при комнатной температуре перед любым физическим испытанием.
Пример 6
Типичные сочетания, полученные в примере 5, затем испытывали на усилие отслаивания. Это усилие отслаивания или сила расслаивания измеряло (-а) количественно растягивающее усилие на единицу ширины образца, требуемое для отделения материалов друг от друга в ходе испытание на отслаивание на 180°. В то же время могут быть использованы другие испытания для сравнения сочетаний, полученных с многофункциональными кремнийорганическими смесями по настоящему изобретению и без них, причем способ, используемый для этих сравнений, применял следующие стадии.
(1) Как указано выше, каждый из полученных образцов был шириной 2 дюйма и длиной 6 дюймов. Обычно измеряли усилие отслаивания 3 индивидуальных образцов, указывая среднее этих 3 образцов в таблице ниже. Указанное усилие отслаивания представляет собой среднее максимального усилия отслаивания, измеренное в ходе эксперимента.
(2) Калибровали прибор для испытания на растяжение. Один конец каждого образца расслаивали вручную так, чтобы присутствовало достаточно материала, чтобы его зажать и удерживать образец. Для каждого образца первый слой, такой как покрытая полиэтиленовая пленка (то есть, полиэтиленовая пленка с кремнийорганической смесью из примера 4, нанесенной на нее), вставляли и зажимали в верхний захват прибора для испытания на растяжение. Второй слой, такой как полипропиленовый субстрат фильерного способа производства, вставляли и зажимали в нижний захват прибора для испытания на растяжение. Каждый захват должен иметь подходящую облицовку в контакте с образцом, чтобы надежно удерживать первый или второй слой без скольжения или разрушения, когда ламинат разрывается. Захваты прибора для испытания на растяжение первоначально отделяли на 75 мм при старте испытания. Для некоторых испытаний образцы приклеивали к пластине из нержавеющей стали. В этих случаях образец приклеивали к пластине из нержавеющей стали, используя 2-килограммовый ролик. Выставленную часть пластины из нержавеющей стали затем зажимали в нижний захват прибора для испытания на растяжение, а выставленную часть образца приклеивали к пластине из нержавеющей стали, зажатой в верхнем захвате прибора для испытания на растяжение. Образцы затем отслаивали от пластины из нержавеющей стали. Для испытания на отслаивание от человеческой кожи (в этом случае использовали нижнюю сторону предплечья без волос) проводили испытание на отслаивание на 90 градусов. Получение образцов было таким же, как в испытании на отслаивание на 180 градусов от пластин из нержавеющей стали с использованием 2-килограммового ролика. Три образца для испытания также испытывали в каждом пункте. Данные приведены в таблицах ниже.
(3) Прибор для испытания на растяжение устанавливали так, чтобы захваты двигались отдельно со скоростью 12 дюймов в минуту. Испытание продолжали, пока образец не разрывался или пока один из слоев не отделялся. Среднее усилие отслаивания и максимальное усилие отслаивания затем регистрировали. Различные скорости испытания, периоды испытания и продолжительности поперечного перемещения могут быть использованы для получения статистически верного среднего усилия отслаивания для образцов, требуемого при различных размерах образца.
(4) После расслаивания или разрушения образца рассчитывали максимальное усилие отслаивания на единицу ширины для каждого образца делением максимального усилия отслаивания в граммах на ширину образца в дюймах (то есть, 2 дюйма). Затем рассчитывали общее среднее для каждого образца, усредняя три результата, полученные для каждого индивидуального образца. Общее среднее для каждого образцов набора приведено в таблицах ниже в граммах на дюйм. Три образца для испытания также проверяли по каждому пункту. Соответствующие приборы для испытания на растяжение для использования в этом испытании, среди других, включают прибор Sintech 2, который был доступен от Sintech Corporation, 1001 Sheldon Dr., Сагу, N.C. 27513 (Sintech Corporation, которая была приобретена MTS); модель Instron TM, доступная от Instron Corporation, 2500 Washington St., Canton, Mass. 02021; Thwing-Albert Model INTELLECT II, доступная от Thwing-Albert Instrument Co., 10960 Dutton Rd., Philadelphia, Pa. 19154; или MTS Alliance RT/1400, доступный от MTS Corporation, имеющей офисы в Eden Prairie, Minnesota.
Данные этих испытаний представлены в Таблице 3 ниже.
Таблица 3
Ламинат
Усилие отслаивания г/дюйм (среднее при макс. нагрузке)
Виды разрушения
пленка ПЭ/SSА-8/ кожа
30
-
пленка ПЭ/SSА-9/ материал фильерного способа производства
510
нарушение материала фильерного способа производства
пленка ПЭ/SSА-9/ нержавеющая сталь
270
нарушение адгезии
пленка ПЭ/SSА-9/ кожа
110
-
пленка ПЭ/SSA-10/ материал фильерного способа производства
360
нарушение материала фильерного способа производства
пленка ПЭ/SSA-10/ нержавеющая сталь
290
нарушение адгезии
пленка ПЭ/SSA-10/ кожа
110
-
В таблице 3 выше, первое сравнение показывает отслаивание SSA-8 от кожи при измеренной максимальной нагрузке 30 граммов на дюйм (с кремнийорганической композицией SSA-8, нанесенной на полиэтиленовую пленку; как отмечено выше, испытания на коже использовали испытание на отслаивание на 90 градусов). Мы полагаем, что эта величина была низкой, потому что кремнийорганическая смесь SSA-8 не была нанесена равномерно, как пленка. Следующие три ввода показывают максимальные нагрузки, при которых кремнийорганическая композиция SSA-9 отслаивается от полипропилена фильерного способа производства 0,5 унций на квадратный ярд, нержавеющей стали и кожи, соответственно: 510 граммов на дюйм; 270 граммов на дюйм; и 110 граммов на дюйм. Последние три ввода показывают максимальные нагрузки, при которых кремнийорганическая композиция SSA-10 отслаиваются от полипропилена фильерного способа производства 0,5 унций на квадратный ярд, нержавеющей стали и кожи, соответственно: 360 граммов на дюйм; 290 граммов на дюйм; и 110 граммов на дюйм.