Beschichtete Mikrofaserbahn und Verfahren zur Herstellung derselben

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beschichtete Mikrofaserbahn, ein Verfahren zur Herstellung derselben, deren Verwendung als Abdeckung eines Strahlenschutzmaterials sowie eine Strahlenschutzvorrichtung.

Technischer Hintergrund

US-Patent 4,923,741 offenbart eine flexible mehrschichtige Abdeckung, die als Schutz gegen die Gefahren im Weltall dient. Die Abdeckung umfasst unter anderem eine Schicht, die beispielsweise gegen Bremsstrahlung schützen soll.

GB 2 118 410 A beschreibt einen Strahlenschutzgegenstand, der mindestens eine flexible

Schicht eines bleihaltigen Materials umfasst, das von einem Gestrick, Gewebe oder Vlies umhüllt ist bzw. zwischen zwei Lagen eines Gestricks, Gewebes oder Vlieses eingefasst ist, wobei das Gestrick, Gewebe oder Vlies eine Beschichtung aus flexiblem Polyurethan auf der äußeren Oberfläche aufweist. Die vorliegenden Erfinder haben jedoch gefunden, dass derartige Strahlenschutzgegenstände, die eine Polyurethanbeschichtung auf der Außenseite aufweisen, einen sehr starkem Abrieb unterliegen, wenn sie beispielsweise in einem medizinischen Bereich verwendet werden.

Demgemäß war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Mikrofaserbahn bereitzustellen, welche eine verbesserte Abriebfestigkeit aufweist.

Zusammenfassung der Erfindung

In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung, eine beschichtete Mikrofaserbahn, umfassend:

(i) eine Mikrofaserbahn, die mit einem Fluorpolymer imprägniert ist; und

(ii) eine Schicht, die Polyurethan umfasst, welches nur auf einer Seite der Mikrofaserbahn vorhanden ist.

In einer weiteren Ausführangsform bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer beschichteten Mikrofaserbahn, welches die folgenden Schritte umfasst:

(a) Bereitstellen einer Mikrofaserbahn;

(b) Imprägnieren der Mikrofaserbahn mit einer Imprägnierungszusammensetzung, die Fluorpolymer umfasst;

(c) Trocknen der imprägnierten Mikrofaserbahn;

(d) Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung, die Polyurethan umfasst, auf nur einer Seite der getrockneten, imprägnierten Mikrofaserbahn; und

(e) thermisches Behandeln der in Schritt (d) erhaltenen beschichteten Mikrofaserbahn.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen beschichteten Mikrofaserbahn als Abdeckung eines Strahlenschutzmaterials, wobei die beschichtete Mikrofaserbahn auf mindestens einer Seite des Strahlenschutzmaterials aufgebracht ist und wobei die mit Polyurethan beschichtete Seite dem Strahlenschutzmaterial benachbart ist. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine Strahlenschutzvorrichtung beansprucht, die

(α) ein Strahlenschutzmaterial; und

(ß) eine erfindungsgemäße beschichtete Mikrofaserbahn

umfasst, wobei die beschichtete Mikrofaserbahn auf mindestens einer Seite des

Strahlenschutzmaterials aufgebracht ist und wobei die mit Polyurethan beschichtete Seite dem

Strahlenschutzmaterial benachbart ist.

Beschreibung der Figuren

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts der erfindungsgemäßen beschichteten Mikrofaserbahn.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts der erfindungsgemäßen S trahlenschutz Vorrichtung .

Beschichtete Mikrofaserbahn

Die vorliegende Erfindung betrifft eine beschichtete Mikrofaserbahn, umfassend:

(i) eine Mikrofaserbahn, die mit einem Fluorpolymer imprägniert ist; und

(ii) eine Schicht, die Polyurethan umfasst, welches nur auf einer Seite der Mikrofaserbahn vorhanden ist.

Die Mikrofaserbahn ist nicht besonders beschränkt. Sie kann ein beliebiges flächiges Gebilde, wie Gewebe, Gewirk, Gestrick, Membran oder Vlies, sein, das Mikrofasern enthält. Bevorzugt sind Gewebe.

Mikrofasern sind Fasern, die bevorzugt eine Faserstärke von etwa 0,5 dtex bis etwa 1 ,5 dtex, stärker bevorzugt etwa 0,3 dtex bis etwa 1,0 dtex aufweisen. Die Art der Mikrofasern ist vom geplanten Einsatzzweck abhängig. Beispiele für geeignete Mikrofasertypen umfassen Mikrofasern auf der Basis von Polyester, Polyamid, Cellulose (z.B. Acetat oder Viskose) und Polytetrafluorethylen sowie Gemisch davon. Mikrofasern auf der Basis von Polyester und/oder Polyamid besonders geeignet.

Die Mikrofaserbahn kann elektrisch leitende Fasern enthalten, um elektrostatische Aufladungen zu vermindern. Die elektrisch leitenden Fasern sind nicht besonders beschränkt. Beispiele hierfür sind Fasern aus Kohlenstoff, Metall oder Fasern auf Polymerbasis, beispielsweise Polymerfasern, die Kohlenstoff- oder Metallteilchen enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Polymerfasern, die Kohlenstoffteilchen enthalten, verwendet. Die elektrisch leitenden Fasern haben beispielsweise eine Faserstärke im Bereich von etwa 1 dtex bis etwa 3 dtex, bevorzugt etwa 1,2 dtex bis etwa 2 dtex. Wenn der Durchmesser der elektrisch leitenden Fasern größer (bevorzugt etwa 1,2- bis etwa 3-fach größer, stärker bevorzugt etwa 1,2- bis etwa 2-fach größer) als der Durchmesser der Mikrofasern ist, ragen die elektrisch leitenden Fasern aus der Gewebeoberfläche hervor. Der Fachmann kann die Menge der elektrisch leitenden Fasern auf Grund seines Fachwissens geeignet wählen. Es werden üblicherweise etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 3 Gew.-% elektrisch leitende Fasern in der Mikrofaserbahn enthalten sein, wobei sich die Gewichtsprozent auf das Gesamtgewicht der Fasern in der unbeschichteten Mikrofaserbahn beziehen. In einer bevorzugten Ausführungsform soll die fertige Mikrofaserbahn einen elektrostatischen Oberflächen widerstand von etwa 10 ⁵ Ohm bis etwa 10 ⁸ Ohm (gemessen nach DIN 100015-1 bei 25 % rel. Luftfeuchtigkeit und 23 ⁰ C) aufweisen.

Mikrofasern und die gegebenenfalls vorhandenen elektrisch leitenden Fasern werden gemäß bekannten Verfahren zu einer Mikrofaserbahn verarbeitet. Die elektrisch leitenden Fasern können statistisch oder in einer regelmäßigen Anordnung in die Mikrofaserbahn eingearbeitet sein. Die Art der Einarbeitung wird von den Anforderungen an die Ableitung von elektrischen Aufladungen sowie von dem Verfahren, mit dem die Mikrofaserbahn hergestellt wird, abhängen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die elektrisch leitenden Fasern in einer regelmäßigen Anordnung eingearbeitet. Sie können beispielsweise in einer gitterförmigen Anordnung eingearbeitet sein, da diese Anordnung mögliche elektrostatische. Aufladungen besonders günstig ableitet. Die Abstände zwischen den Gitterlinien liegen bevorzugt im Bereich von etwa 3 mm bis etwa 100 mm, bevorzugt etwa 5 mm bis etwa 75 mm, wobei die Seitenlängen der Gitterrechtecke voneinander verschieden sein können. Die Luftdurchlässigkeit der Mikrofaserbahn, die als Ausgangsmaterial verwendet wird, wird vom Fachmann je nach Verwendungszweck geeignet gewählt. In einer Ausführungsform beträgt die Luftdurchlässigkeit 0 bis etwa 100 l/min pro dm ² , bevorzugt 5 bis etwa 50 l/min pro dm ² , wobei die Luftdurchlässigkeit nach DIN EN ISO 9237 gemessen wird.

Das Flächengewicht der Mikrofaserbahn, die als Ausgangsmaterial verwendet wird, wird ebenfalls im Hinblick auf den Verwendungszweck geeignet gewählt. Das Flächengewicht wird üblicherweise im Bereich von etwa 50 g/m ² bis etwa 200 g/m ² , bevorzugt etwa 60 g/m ² bis etwa 150 g/m ² , liegen.

Die Dicke der Mikrofaserbahn, die als Ausgangsmaterial verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt. Sie wird üblicherweise im Hinblick auf den Verwendungszweck gewählt werden. In einer Ausführungsform wird die Mikrofaserbahn eine Dicke im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 0,20 mm, bevorzugt etwa 0,10 mm bis etwa 0,15 mm, aufweisen.

Die Mikrofaserbahn ist mit Fluorpolymer imprägniert. Das Fluorpolymer kann ein teil- oder perfluoriertes Polymer sein. Es sind sowohl Homo- als auch Copolymere geeignet. Fluoralkylacrylathomopolymere und Fluoralkylacrylatcopolymere sind besonders geeignet.

Bevorzugte Fluorpolymere weisen perfluoralkylhaltige Seitengruppen auf. Diese Seitengruppen können beispielsweise durch Polymerisieren von perfluoralkylhaltigen Monomeren, die den folgenden Aufbau aufweisen, in das Fluorpolymer eingebracht werden:

Perfluoralkyleinheit - optionaler Spacer - polymerisierbare Gruppe

Die Perfluoralkyleinheit weist bevorzugt etwa 4 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen auf. Der optionale Spacer ist nicht besonders beschränkt, mit der Maßgabe, dass er keine Perfluoralkyleinheit ist. Er weist bevorzugt etwa 2 bis etwa 10 Atome, stärker bevorzugt etwa

2 bis etwa 8 Atome, in der Kette auf. In dem Spacer können sowohl Kohlenstoffatome wie auch Heteroatome wie N, O und S vorhanden sein. Die polymerisierbare Gruppe ist nicht besonders beschränkt und kann jede polymerisierbare Gruppe sein, die zur Bildung eines Polymers geeignet ist. Beispiele für polymerisierbare Gruppen umfassen ethylenisch ungesättigte Gruppen.

Beispiele für perfiuoralkylhaltige Monomere sind perfluoralkylhaltige Acrylate der Formel

H ₂ C=CR-C(O)-O-(CH ₂ ) _n -C _m F _2m+1 wobei

R H oder CH ₃ bedeutet;

n 0 bis etwa 8, bevorzugt 0 bis etwa 6, beträgt; und

m etwa 4 bis etwa 12 beträgt.

Die Fluorpolymere können weitere Seitengrappen aufweisen, wobei insbesondere alkylhaltige Seitengruppen und/oder funktionelle Seitengruppen geeignet sind. In einer Ausführungsform kann das Fluorpolymer alkylhaltige Seitengruppen aufweisen.

Diese Seitengruppen können beispielsweise durch Polymerisieren von alkylhaltigen Monomeren, die den folgenden Aufbau aufweisen, in das Fluorpolymer eingebracht werden:

Alkyleinheit - optionaler Spacer - polymeriserbare Gruppe

Die Alkyleinheit weist bevorzugt etwa 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen auf. Der optionale Spacer ist nicht besonders beschränkt, mit der Maßgabe, dass er keine Alkyleinheit ist. Er weist bevorzugt etwa 0 bis etwa 20 Atome, stärker bevorzugt etwa 0 bis etwa 10 Atome, in der Kette auf. In dem Spacer können sowohl Kohlenstoffatome wie auch Heteroatome wie N, O und S vorhanden sein. Die polymerisierbare Gruppe ist nicht besonders beschränkt und kann jede polymerisierbare Gruppe sein, die zur Bildung eines Polymers geeignet ist. Beispiele für polymerisierbare Gruppen umfassen ethylenisch ungesättigte Gruppen.

Beispiele für alkylhaltige Monomere sind alkylhaltige Acrylate der Formel

H ₂ C=CR-C(O)-O-C _p H _2p+ i wobei

R H oder CH ₃ bedeutet; und

p etwa 1 bis etwa 12 beträgt.

In einer Ausführungsform kann das Fluorpolymer funktionelle Seitengruppen aufweisen.

Diese Seitengruppen können beispielsweise durch Polymerisieren von funktionellen Monomeren, die den folgenden Aufbau aufweisen, in das Fluorpolymer eingebracht werden: funktionelle Einheit - optionaler Spacer - polymerisierbare Gruppe

Die funktionelle Einheit ist nicht besonders beschränkt und kann jede funktionelle Gruppe enthalten. Beispiele für funktionelle Gruppen sind OH, SH, NH ₂ , N-Methylolsulfonamide usw. Die funktionelle Einheit weist bevorzugt 0 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 0 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, auf. Der optionale Spacer ist nicht besonders beschränkt, mit der Maßgabe, dass er keine Alkyleinheit ist. Er weist bevorzugt etwa 0 bis etwa 20 Atome, stärker bevorzugt 0 bis etwa 10 Atome, in der Kette auf. In dem Spacer können sowohl Kohlenstoffatome wie auch Heteroatome wie N, O und S vorhanden sein. Die polymerisierbare Gruppe ist nicht besonders beschränkt und kann jede polymerisierbare Gruppe sein, die zur Bildung eines Polymers geeignet ist. Beispiele für polymerisierbare Gruppen umfassen ethylenisch ungesättigte Gruppen.

Beispiele für funktionelle Monomere sind Acrylate der Formel wobei

R H oder CH ₃ bedeutet;

p etwa 1 bis etwa 12 beträgt; und

X eine funktionelle Gruppe ausgewählt aus OH, SH, NH ₂ , und N-Methylolsulfonamide bedeutet. Beispiele von kommerziell erhältlichen Fluorpolymeren umfassen Evoral ^® , Oleophobol, Scotchguard, Tubiguard, Repellan, Ruco-Guard, Unidyne, Quecophob und Nuva, sind aber nicht darauf beschränkt.

Die imprägnierte Mikrofaserbahn enthält bevorzugt etwa 0,2 g bis etwa 5 g, stärker bevorzugt etwa 0,2 g bis etwa 1,2 g, Fluorpolymer bezogen auf 100 g Mikrofaserbahn, die als Ausgangsmaterial verwendet wird. Wenn eine entsprechende Menge an Fluorpolymer eingesetzt wird, weist die beschichtete Mikrofaserbahn langfristig eine gute Wasser- und Ölabweisung, Haftung zum Substrat und guten Griff auf.

Die Imprägnierungszusammensetzung kann des Weiteren, falls erforderlich, Hilfsstoffe, wie Silikone, Wachse und Salze (beispielsweise Zirkoniumsalze), enthalten.

Auf einer Seite der Mikrofaserbahn ist eine Schicht, die Polyurethan umfasst, aufgebracht. Durch die Schicht, die Polyurethan umfasst, ist die beschichtete Mikrofaserbahn leicht zu Reinigen. Des Weiteren gewährleistet diese Schicht Dichtheit gegen Wasser und Penetration durch Mikroorganismen, wie Bakterien. Die Schicht, die Polyurethan umfasst, ist bevorzugt in Form einer kontinuierlichen Schicht auf einer Oberfläche der Mikrofaserbahn aufgebracht. Die Schicht sollte eine einheitliche Dicke aufweisen. Die Dicke der Schicht liegt bevorzugt im

Bereich von etwa 3 g/m bis etwa 50 g/m , stärker bevorzugt im Bereich von etwa 8 g/m bis etwa 20 g/m ² .

Als Polyurethane kommen alle Polyurethanhomo- und -copolymere in Frage. Unter anderem kommen Polyurεthanblockcopolymere wie Poiyester=Polyurethane und Polyetherpolyol- Polyurethane in Frage. Die Polyester und Poletherpolyole haben üblicherweise ein Molelulargewicht von etwa 4000 bis etwa 6000. Ein Beispiel eines kommerziell erhältlichen Produktes ist Impranil ^® .

Die Schicht, die Polyurethan umfasst, kann neben Polyurethan auch weitere Bestandteile enthalten. Ein möglicher Bestandteil ist ein Fluorharz. Das Fluorharz kann mit dem Fluorpolymer identisch sein oder von diesem verschieden sein. Das Fluorharz ist bevorzugt mit dem Fluorpolymer identisch, so dass die vorstehenden Ausführungen zum Fluorpolymer gelten. Das Fluorharz ist bevorzugt in einer Menge von 0 bis etwa 10 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt etwa 0,5 Gewichtsteilen bis etwa 3 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyurethan, in der Schicht enthalten.

Die Schicht, die Polyurethan umfasst, kann weitere Hilfsstoffe umfassen. Ein optionaler Hilfsstoff ist Siliciumdioxid. Die Sterilisierbarkeit mit Gasen wie Ethylenoxid wird durch den Zusatz von Siliciumdioxid verbessert. Siliciumdioxid wird bevorzugt in Form von Kieselsäure in der Schicht eingesetzt. Die Größe der Siliciumdioxidteilchen liegt üblicherweise im Bereich von etwa 0,2 μm bis etwa 10 μm, bevorzugt etwa 0,2 μm bis etwa 5 μm. Siliciumdioxid ist bevorzugt in einer Menge von 0 bis etwa 10 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt von etwa 1 Gewichtsteil bis etwa 5 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyurethan, in der Schicht enthalten.

Die Schicht, die Polyurethan umfasst, kann außerdem Titandioxid umfassen. Titandioxid dient als Mattierungsmittel. Die Größe der Titandioxidteilchen liegt üblicherweise im Bereich von etwa 0,2 μm bis etwa 10 μm, bevorzugt von etwa 0,2 μm bis etwa 5 μm. Titandioxid ist bevorzugt in einer Menge von 0 bis etwa 5 Gewichtsteilen, stärker bevorzugt etwa 0,2 Gewichtsteilen bis etwa 2 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyurethan, in der Schicht enthalten.

Des Weiteren kann die Schicht, die Polyurethan umfasst, weitere Additive wie Entlüfter, Fungizide, Additive zur Erhöhung der Kratzfestigkeit, Hydrophobierungsmittel, Verdicker, Rheologiehilfsmittel, Verlaufshiifsmittel, usw. enthalten. Diese Additive sind entweder Additive für die Herstellung der Schicht oder verbessern die Eigenschaften der fertigen Schicht. Der Fachmann kann sie auf Grund seines Fachwissens geeignet wählen. Die Additive sind bevorzugt in einer Menge von 0 bis etwa 20 Gewichtsteile, stärker bevorzugt etwa 0,5 Gewichtsteile bis etwa 10 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polyurethan, in der Schicht enthalten. Verfahren zur Herstellung der beschichteten Mikrofaserbahn

Die erfindungsgemäße beschichtete Mikrofaserbahn kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren wird im Folgenden beschrieben.

(a) Bereitstellen einer Mikrofaserbahn

Zunächst wird eine Mikrofaserbahn bereitgestellt. Die Mikrofaserbahn, die als Ausgangsmaterial verwendet wird, ist vorstehend eingehend beschrieben worden.

Die Mikrofaserbahn kann als solches in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Sie kann jedoch, falls gewünscht, einer Vorbehandlung beispielsweise zur Erhöhung der Hydrophilie unterzogen werden. Die Vorbehandlung beispielsweise zur Erhöhung der Hydrophilie kann nach auf dem Fachgebiet bekannten Verfahren durchgeführt werden. Als Mittel zur Erhöhung der Hydrophilie können nichtionische Tenside, Fettsäurekondensate, Silicone und Gemische davon verwendet werden.

Die Mittel zur Erhöhung der Hydrophilie werden auf die Mikrofaserbahn aufgebracht. Das Aufbringungsverfahren ist nicht besonders beschränkt. In einer Ausführungsform wird die Mikrofaserbahn (beispielsweise durch Sprühen, Eintauchen, usw.) mit einer Lösung oder Dispersion der Mittel zur Erhöhung der Hydrophilie in Kontakt gebracht.

Nach dem Aufbringen der Mittel zur Erhöhung der Hydrophilie wird die erhaltene Mikrofaserbahn bevorzugt getrocknet. Die genauen Trocknungsbedingungen hängen von dem verwendeten Mittel zur Erhöhung der Hydrophilie ab. Üblicherweise wird eine Trocknungstemperatur von etwa 40 ⁰ C bis etwa 80 ⁰ C, bevorzugt von etwa 50 ⁰ C bis etwa 60 ⁰ C, gewählt werden. Die Trocknungsdauer liegt üblicherweise bei etwa 30 s bis etwa 240 s, bevorzugt bei etwa 60 s bis etwa 120 s.

Es ist wünschenswert, wenn die Mikrofaserbahn vor dem Imprägnierschritt eine Flottenaufnahme für das Fluorpolymer von etwa 65 Gew.-% bis etwa 85 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 65 Gew.-% bis etwa 70 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht der ggf. vorbehandelten Mikrofaserbahn aufweist.

(b) Imprägnieren der Mikrofaserbahn mit einer Imprägnierungszusammensetzung, die Fluorpolymer umfasst

Die Mikrofaserbahn wird mit einer Imprägnierungszusammensetzung, die Fluorpolymer umfasst, imprägniert. Geeignete Fluorpolymere sind vorstehend beschrieben.

Die Mikrofaserbahn wird nach bekannten Verfahren imprägniert. Diese Verfahren umfassen Sprühen, Eintauchen, Ausziehverfahren, Pflatschen, und Schaumimprägnierung. Eine Tauchimprägnierung ist bevorzugt, da dies eine vollständige Imprägnierung der Mikrofaserbahn ermöglicht.

Bei der Imprägnierung der Mikrofaserbahn wird das Fluorpolymer üblicherweise in Form einer Lösung oder Dispersion eingesetzt. Die Konzentration der Lösung oder Dispersion ist nicht besonders beschränkt und liegt bevorzugt im Bereich von etwa 5 g/l bis etwa 70 g/l, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 5 g/l bis etwa 50 g/l.

(c) Trocknen der imprägnierten Mikrofaserbahn

Nach der Imprägnierung wird die imprägnierte Mikrofaserbahn getrocknet.

Die vorliegenden Erfinder haben gefunden, dass die Eigenschaften von Imprägnierungen mit Fluorpolymeren durch eine geeignete Abfolge von Trocknung und thermischer Behandlung beeinflusst werden können. Ohne an eine bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, glauben sie, dass die Moleküle des Fluorpolymers sich zunächst statistisch auf einem Substrat (wie die vorliegende Mikrofaserbahn) ablagern, wenn das Lösungsmittel entfernt wird. Durch die statistische (d.h. ungeordnete) Anordnung sind die hydrophoben Fluoratome zunächst ebenfalls statistisch verteilt. Wenn das Fluorpolyrner einer höheren Temperatur ausgesetzt wird, kommt es zu einer Umorientierung der Moleküle des Fluorpolymers, wobei die hydrophoben Fluoratome sich bevorzugt auf der Oberfläche der Schicht anordnen.

Man kann mit Hilfe der Saugfähigkeit bestimmen, ob eine bestimmte Temperatur für ein bestimmtes Fluorpolymer als Trocknungstemperatur (Schritt (c)) oder als Temperatur für die thermische Behandlung (Schritt (e)) anzusehen ist.

Ein Testgewebe aus Baumwolle EMPA 210, Leinwandbindung, gebleicht, ohne optische Aufheller (Bezugsquelle EMPA Testmaterialien AG, St. Gallen, Schweiz) wird mittels Foulardierung mit 0,5 g Fluorpolymer pro 100 g Baumwollgewebe imprägniert und bei Raumtemperatur getrocknet. Das Gewebe wird anschließend in gleichgroße Stücke geschnitten. Die Stücke werden anschließend bei unterschiedlichen Temperaturen 120 s erwärmt (bspw. 40 ⁰ C, 50 ⁰ C, , 140 ⁰ C, 150 ⁰ C), wobei die Temperaturdifferenz zwischen den einzelnen Schritten 10 ⁰ C beträgt. Die genaue Minimal- und Maximaltemperatur hängt vom Fluorpolymer ab und kann anhand des gemessenen Kurvenverlaufs betimmt werden. Es wird das Gewicht des jeweiligen Gewebestücks, das bei der Temperatur Tj erwärmt wurde m _trocken (Ti), gemessen.

Nach dem Abkühlen werden die Gewebestücke mit einer wässrigen Flotte bei 2 bar Druck und 1,5 m/min Walzengeschwindigkeit foulardiert. Es wird das Gewicht des jeweiligen Gewebestücks, das bei der Temperatur Tj erwärmt wurde m _naSs (Tj), gemessen.

Die Flottenaufnahme für das Gewebestück, das bei der Temperatur Tj erwärmt wurde, wird anhand der folgenden Formel berechnet:

FlottenaufaahmeCT _i ) [%] = ^m " ^{ass (Ti ) mtrαeken} ( ^τ» ) _{χ l0Q}

mtrocken ( ^ i )

Bei niedrigen Temperaturen Tj ist die Flottenaufnahme relativ konstant. Sie sinkt bei einer bestimmten Temperatur Ti jedoch plötzlich auf deutlich niedrigere Werte ab. Nach dem Anstieg werden dann trotz steigender Temperatur Ti wieder relativ konstante Werte für die Flottenaufnahme ermittelt. Beim Schritt (c) sollte die Trocknungstemperatur so gewählt werden, dass man im Bereich liegt, bei dem die relativ konstante hohe Flottenaufnahme erhalten wird. Beim Schritt (e) sollte die Temperatur der thermischen Behandlung so gewählt werden, dass man im Bereich liegt, bei dem die relativ konstante niedrige Flottenaufnahme erhalten wird. Der Übergangsbereich zwischen beiden Zonen ist weniger geeignet. In der Regel wird die Flottenaufnahme, wenn man sich im Bereich der Trocknung befindet, mindestens 20 % betragen. In der Regel wird die Flottenaufnahme, wenn man sich im Bereich der thermischen Behanldung befindet, höchstens 10 % betragen. Diese Zahlen sind jedoch nur Anhaltspunkte und können je nach Fluorpolymer variieren.

Die vorliegende Erfindung macht von dieser Erkenntnis Gebrauch. In Schritt (c) wird die imprägnierte Mikrofaserbahn getrocknet. Dabei lagern sich die Moleküle des Fluorpolymers statistisch auf der Mikrofaserbahn ab. Die Trocknungsbedingungen werden dabei so gewählt, dass es nicht zu einer Umorientierung der Moleküle des Fluorpolymers kommt.

Die genauen Trocknungsbedingungen hängen von dem verwendeten Fluorpolymer ab. Üblicherweise wird eine Trocknungstemperatur von etwa 40 ⁰ C bis etwa 110 ⁰ C, bevorzugt von etwa 50 ⁰ C bis etwa 80 ⁰ C, gewählt. Die Trocknungsdauer liegt üblicherweise bei etwa 10 s bis etwa 240 s, bevorzugt bei etwa 30 s bis etwa 120 s.

Durch die Imprägnierung mit dem Fluorpolymer wird die Saugfähigkeit der Mikrofaserbahn eingestellt. Dadurch dass das Fluorpolymer lediglich getrocknet wird, ist es einfacher zu gewährleisten, dass die Polyurethanbeschichtungszusammensetzung nicht die gesamte Mikrofaserbahn durchdringt. Wenn die Fluorpolymer bereits vor dem Aufbringen der Polyurethanbeschichtungszusammensetzung thermisch behandelt werden würde, so dass die Moleküle des Fluorpolymers sich orientieren würden, würde die abweisende Oberfläche eine nachträgliche Beschichtung mit der Beschichtungszusammensetzung erschweren.

Es ist wünschenswert, wenn die Mikrofaserbahn nach dem Trocknungsschritt eine Flottenaufnahmε für die Beschichtungszusammensetzung von etwa 30 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 30 Gew.-% bis etwa 50 Gew.-%, bezogen auf Trockengewicht der imprägnierten Mikrofaserbahn aufweist. (d) Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung, die Polyurethan umfasst, auf nur einer Seite der getrockneten, imprägnierten Mikrofaserbahn

Nach dem Trocknungsschritt wird die Beschichtungszusammensetzung, die Polyurethan umfasst, auf nur einer Seite der getrockneten, imprägnierten Mikrofaserbahn aufgebracht. Die Bestandteile der Schicht, die Polyurethan umfasst, sind vorstehend ausführlich beschrieben worden.

Die Beschichtungszusammensetzung wird bevorzugt in Form einer Lösung oder Dispersion der gewünschten Bestandteile eingesetzt. Die Konzentration des Polyurethans in der Lösung oder Dispersion ist bevorzugt im Bereich von etwa 50 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 60 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%. Durch die Wahl einer viskosen Beschichtungszusammensetzung ist es einfacher sicherzustellen, dass die Schicht, die Polyurethan umfasst, nur auf einer Seite der fertigen Mikrofaserbahn vorhanden ist.

Die Beschichtungszusammensetzung wird nach bekannten Verfahren auf die getrocknete, imprägnierte Mikrofaserbahn aufgebracht. Zu diesen Verfahren gehören Walzenbeschichten, Rakeln, Streichbeschichten, Schaumbeschichten, Transferbeschichten, und Filmziehen, bevorzugt wird Rakeln verwendet.

Die Beschichtungszusammensetzung wird so aufgebracht, dass die Schicht, die Polyurethan umfasst, nur auf einer Seite der fertigen Mikrofaserbahn vorhanden ist. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung des Querschnitts einer fertigen erfindungsgemäßen beschichteten Mikrofaserbahn, wobei die Mikrofaserschicht der Einfachheit halber als Monoschicht dargestellt ist.

In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Mikrofaserbahn (1) Mikrofasem (2) und elektrisch leitende Fasern (3), wobei in dieser Ausführungsform der Durchmesser der elektrisch leitenden Fasern (3) größer als der Durchmesser der Mikrofasem (2) ist. Die Fluorpolymerimprägnierung ist in dieser Abbildung nicht gezeigt. Die Schicht (4), die Polyurethan umfasst, ist nur auf einer Seite der fertigen Mikrofaserbahn vorhanden. Es ist selbstverständlich, dass die Beschichtungszusammensetzung beim Aufbringen auf die getrocknete, imprägnierte Mikrofaserbahn zu einem gewissen Grad in die Mikrofaserbahn eindringt. Im Rahmen der Erfindung darf die Schicht, die Polyurethan umfasst, jedoch nicht die Mikrofasern auf der Seite der Mikrofaserbahn, die der Seite, von der sie aufgebracht wurde, gegenüberliegt, abdecken. Der Durchdringungsgrad beträgt bevorzugt höchstens etwa 60 %, stärker bevorzugt höchstens etwa 40 %. Der Durchdringungsgrad beträgt bevorzugt mindestens etwa 20 %, stärker bevorzugt mindestens etwa 30 %. Im Rahmen der Erfindung wird der Durchdringungsgrad wie folgt definiert:

Durchdringungsgrad =— x 100

d, di Dicke des Teils der Mikrofaserschicht, der mit der Schicht, die Polyurethan

umfasst, in Kontakt ist

d ₂ Dicke der gesamten Mikrofaserschicht

Die Dicken kann man durch optische Verfahren wie beispielsweise Mikroskopie messen. Ein Beispiel für ein mögliches Meßverfahren ist die Untersuchung eines Querschnitts mittels Rasterelektronenmikroskopie .

Der Durchdringungsgrad ist in Figur 1 bildlich durch die rechte geschweifte Klammer und die Angabe "x %" angedeutet. In Figur 1 beträgt sie ca. 50 %, da die Mikrofasern (weiße Kugeln) zu ca. 50 % in die Schicht, die Polyurethan umfasst, eingebettet sind.

Die Beschichtungszusammensetzung kann nach dem Aufbringen in Schritt (d) getrocknet werden Alternativ kann auf die Trocknung verzichtet werden und die

Beschichtungszusammensetzung im Rahmen der thermischen Behandlung in Schritt (e) getrocknet v/erden.

Falls ein getrennter Trocknungsschritt durchgeführt wird, werden die Bedingungen in Abhängigkeit von der gewählten Beschichtungszusammensetzung gewählt. Sie sollten jedoch so gewählt werden, dass es nicht zu einer Umorientierung der Moleküle des Fluorpolymers kommt. Üblicherweise wird eine Trocknungstemperatur von etwa 40 ⁰ C bis etwa 110 ⁰ C, bevorzugt von etwa 80 ⁰ C bis etwa 100 ⁰ C, gewählt werden. Die Trocknungsdauer liegt üblicherweise bei etwa 10 s bis etwa 240 s, bevorzugt bei etwa 10 s bis etwa 120 s.

(e) Thermisches Behandeln der in Schritt (d) erhaltenen beschichteten Mikrofaserbahn

In Schritt (e) wird die (gegebenenfalls getrocknete) beschichtete Mikrofaserbahn, die in Schritt (d) erhalten wird, thermisch behandelt. Bei diesem Schritt werden die Bedingungen so gewählt, dass es zu einer Umorientierung der Moleküle des Fluorpolymers kommt.

Bei der thermischen Behandlung wird üblicherweise eine Temperatur von etwa 120 ⁰ C bis etwa 190 ⁰ C, bevorzugt von etwa 140 ⁰ C bis etwa 180 ⁰ C, gewählt. Es ist selbstverständlich möglich die thermische Behandlung in mehreren Stufen mit unterschiedlicher Temperatur durchzuführen. Die Dauer der thermischen Behandlung liegt üblicherweise bei etwa 10 s bis etwa 240 s, bevorzugt bei etwa 30 s bis etwa 120 s.

Strahlenschutzvorrichtung

Die erfindungsgemäße beschichtete Mikrofaserbahn kann als Abdeckung eines Strahlenschutzmaterials in einer Strahlenschutzvorrichtung verwendet werden, wobei die beschichtete Mikrofaserbahn auf mindestens einer Seite des Strahlenschutzmaterials aufgebracht ist und wobei die mit Polyurethan beschichtete Seite dem Strahienschutzmateriai benachbart ist.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts der erfindungsgemäßen

Strahlenschutzvorrichtung (6). In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Mikrofaserbahn

(1) Mikrofasern (2) und elektrisch leitende Fasern (3), wobei in dieser Ausführungsform der Durchmesser der elektrisch leitenden Fasern (3) größer als der Durchmesser der Mikrofasern

(2) ist. Die Fluorpolymerimprägnierung ist in dieser Abbildung nicht gezeigt. Die Schicht (4), die Polyurethan umfasst, ist nur auf einer Seite der fertigen Mikrofaserbahn (1) vorhanden. Die erfindungsgemäße Mikrofaserbahn (1) ist in der gezeigten Ausführungsform auf beide Seiten des Strahlenschutzmaterials (5) aufgebracht, wobei die Schicht (4), die Polyurethan umfas st, jeweils dem Strahlenschutzmaterial (5) benachbart ist.

Als Strahlenschutzvorrichtungen können alle Vorrichtungen genannt werden, die Personen oder Gegenstände vor schädlicher Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung, UV-Strahlung, Infrarot-Strahlung, und radioaktiver Strahlung, besonders bevorzugt Röntgenstrahlung, schützen. Beispiele umfassen Schürzen, Handschuhe, Schirme, Vorhänge, Mäntel, Abdecktücher, Abdeckmaterialien, Augenschutzprodukte und Überzieher, sind aber nicht darauf beschränkt. Durch ihre Flexibilität und ihren angenehmen haptischen Eigenschaften eignet sich die erfindungsgemäße beschichtete Mikrofaserbahn besonders für flexible Strahlenschutzvorrichtungen und/oder Strahlenschutzvorrichtungen, die von Personen getragen werden.

Im Rahmen der Erfindung können alle Arten von Strahlenschutzmaterial verwendet werden. Die Art des Strahlenschutzmaterials wird von der abzuschirmenden Strahlung abhängen und ist nicht besonders beschränkt. Beispielhaft kann Strahlenschutzmaterial auf der Basis von Blei oder Bleioxid erwähnt werden. Bleifreies Strahlenschutzmaterial kann ebenfalls verwendet werden. Bleifreies Strahlenschutzmaterial ist beispielsweise in DE 10 2004 001 328 A, WO 2005/024846 A, WO 2005/023116 A, DE 10 2006 028 958 A, WO 2004/017332 A und DE 10 2005 034 384 offenbart. Kombinationen von Strahlenschutzmaterial sind auch möglich. Das Strahlenschutzmaterial kann eine oder mehrere Lagen umfassen.

Bei der Herstellung einer Strahlenschutzvorrichtung wird die erfindungsgemäße beschichtete Mikrofaserbahn auf mindestens einer Seite des Strahlenschutzmaterials aufgebracht. Üblicherweise wird das Strahlenschutzmaterial von der erfindungsgemäßen beschichteten Mikrofaserbahn umhüllt. Die Mikrofaserbahn und das Strahlenschutzmaterial können auf bekannte Weise, beispielsweise durch Nähen, Kleben, Tapen, Kaschieren oder Laminieren, miteinander verbunden werden. Wenn die Mikrofaserbahn und das Strahlenschutzmaterial, beispielsweise durch Kaschieren oder Laminieren, zu einem Verbundmaterial verarbeitet werden, können sie auch anschließend durch konfektionstechnische Verfahren, wie Schneiden, Stanzen, Wasserstrahlschneiden, Formen oder Laserstrahlschneiden zu den Endprodukten verarbeitet werden.

Die erfindungsgemäße Mikrofaserbahn schützt das Strahlenschutzmaterial. Insbesondere wird das Strahlenschutzmaterial geschützt vor:

• mechanischer Einwirkung;

• Penetration durch Keimen (wie Bakterien-, Viren- und Pilzen);

• chemischer Einwirkung beispielsweise durch Reinigungs- und Desinfektionsmittel;

• Lichteinwirkung; und/oder

• Eindringen von Körperflüssigkeiten, wie Blut, Urin oder Schweiß.

Die beschichtete Mikrofaserbahn verleiht durch ihren textilen Charakter zudem den Strahlenschutzvorrichtungen ein angenehmes Oberflächengefühl, was vor allem Kleidungsstücken ein angenehmes Tragegefühl verleiht.

Im Gegensatz zu konventionellen Strahlenschutzvorrichtungen, bei denen eine mit Polyurethan beschichtete Seite dem Strahlenschutzmaterial abgewandt ist, wird die erfindungsgemäße beschichtete Mikrofaserbahn so angeordnet, dass die mit Polyurethan beschichtete Seite dem Strahlenschutzmaterial benachbart ist. Bei der konventionellen Anordnung ist die mit Polyurethan beschichtete Seite folglich nach außen gewandt und somit starken physischen Belastungen ausgesetzt. Dadurch kommt es zu verstärktem Verschließ und Abrieb. Durch die erfindungsgemäße Anordnung, bei der die mit Polyurethan beschichtete Seite nach innen gewandt ist, ist die physische Belastung deutlich geringer. Überraschenderweise weist die beschichtete Mikrofaserbahn bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine hohe Schnitt- und Reißfestigkeit auf, so dass ihre Gebrauchseigenschaften denen von konventionellen Materialien deutlich überlegen sind.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. BEISPIEL

Die Mikrofaserbahn wurde aus Polyester-Mikrofasern mit einer Faserstärke von 1 dtex und kohlenstoffhaltigen Fasem (Belltron B31, erhältlich von Kanebo Gohsen Ltd., Japan) hergestellt. Die Fasern wurden zu einem Leinwand mit ca. 70 Kettfäden/cm und ca. 37 Schussfäden/cm mit einem Flächengewicht von 100 g/m ² verarbeitet. Die kohlenstoffhaltigen elektrisch leitenden Fasern wurden in Form eines Gitter mit den Maßen 5 x 5 mm eingearbeitet.

Die Mikrofaserbahn hatte eine Luftdurchlässigkeit von ca. 15 l/min pro dm ² und einen elektrostatischen Oberflächenwiderstand von ca. 1 x 10 ⁸ Ohm (nach DIN 100015-1 bei 25 % rel. Luftfeuchte und 23 ⁰ C). Die Reißfestigkeiten betrugen ca. 850 N in Kette und ca. 650 N im Schuss.

Für das Beispiel wurde die Mikrofaserbahn über einen Spannrahmen geführt.

20 g/l Silastol WK (erhältlich von der Fa. Schill + Seilacher, DE) wurden zunächst durch Foulardapplikation auf die Mikrofaserbahn aufgebracht, um die Hydrophilie anzupassen. Nach der Foulardapplikation wurde die Mikrofaserbahn bei 80 °C getrocknet.

Anschließend wurde die Mikrofaserbahn durch Foulardierung mit 10 g/l Evoral O 35 (Fluorpolymer; erhältlich von der Fa. Schill + Seilacher, DE) imprägniert. Die Mikrofaserbahn wurde 90 s bei 60 ⁰ C getrocknet. Es kam nicht zu einer Orientierung der Moleküle des Fluorpolymers. Die aufgebrachte Menge an Evorai betrag ca. 0,7 g/100 g Mikrofaserbahn.

Nach der Trocknung wurde eine polyurethanhaltige Beschichtung auf die Mikrofaserbahn aufgerakelt. Die Beschichtungszusammensetzung wies die folgende Zusammensetzung auf:

50 Teile Impranil DLP-R, Bayer (Polymerdispersion)

0,2 Teile Agitan 218, Münzing Chemie (Entlüfter)

0,4 Teile Afrotin FG, Schill + Seilacher (Fungizid)

0,4 Teile Byk 333, Byk Chemie (Additiv zur Erhöhung der Kratzbeständigkeit) 0,8 Teile Tegophobe 1650, Degussa (Hydophobierungsmittel)

1,2 Teile kolloidale Kieselsäure

41,7 Teile Wasser

0,3 Teile Rheolate 255, Elementis (Verdicker)

4,2 Teile Evoral, Schill+Seilacher (Fluorpolymer)

0,8 Teile Hombitec RM 400, Sachtleben Chemie (Mattierungsmittel)

Die Anmischung erfolgte unter Zugabe in der obengenannten Reihenfolge mit Hilfe eines Dissolvers. Die Rührzeit betrug 35 Minuten. Die hergestellte Paste wurde mittels einer Luftrakel flächig als geschlossener Film auf die Mikrofaserbahn aufgebracht.

Die beschichtete Mikrofaserbahn wurde in einem Spannrahmen in fünf Feldern mit je 3 m Länge und einer Gesamtzeit von 2 min stufenweise getrocknet.

Trocknung Feld 1: 80 ⁰ C

Trocknung Feld 2: 120 ⁰ C

Trocknung Felder 3 bis 5: 160 ⁰ C

Die erhaltene Mikrofaserbahn wurde nach DIN EN 13795-2 untersucht, um ihre Eignung als Abdeckung von Röntgenschutzmaterial im OP Bereich zu klären. (KbE = Koloniebildende Einheiten).

Barriereeigenschaften:

Bakterienpenetration trocken: logϊoKbE: 0

Flüssigkeitsdurchtritt: > 200 cm

Reinheit: mikrobiologisch: logio(KbE/dm ² ): < 0,3

Partikuläres Material: Index Partikuläres Material < 3,3

Partikelfreisetzung: logio-Partikel (2 - 25 μm) < 3,7 Festigkeit:

Berstfestigkeit trocken: > 750 kPa

Berstfestigkeit nass: > 750 kPa

Reißfestigkeit: trocken: > 750 N/5 cm

Reißfestigkeit: nass: > 680 N/5 cm

Die Messwerte zeigen, dass das erfindungsgemäße Material hervorragend als Textil im OP- Bereich eingesetzt werden kann.

Das in Beispiel 1 von WO 2005/024846 hergestellte bleifreie Strahlenschutzmaterial wurde in Form einer Strahlenschutzschürze geschnitten. Die vorstehend hergestellte beschichtete Mikrofaserbahn wurde entsprechend zugeschnitten und beidseitig auf das Strahlenschutzmaterial gelegt, wobei die mit Polyurethan beschichtete Seite dem Strahlenschutzmaterial zugewandt war. Die Mikrofaserbahnen und das Strahlenschutzmaterial wurden miteinander vernäht, so dass eine Strahlenschutzschürze erhalten wurde. Die Strahlenschutzschürze vermittelte durch die Verwendung der beschriebenen Mikrofaserbahn ein angenehmes Tragegefühl. Hautreizungen wurden vermieden. Außerdem dient die beschriebene Mikrofaserbahn als Schutzbarriere für das sensible Strahlenschutz-Inlay. Die Strahlenschutzschürze wies eine hervorragende Dichtheit gegen Blut, Urin und Mikroorganismen auf. Sie konnte außerdem ohne Beschädigung durch Ethylenoxid sterilisiert werden. Folglich ist die Strahlenschutzschürze sehr gut für den Einsatz im medizinischen Bereich geeignet.