DE60037812T2

DE60037812T2 - Nahezu amorphe, unchlorierte kunststofffolien mit sperreigenschaften

Info

Publication number: DE60037812T2
Application number: DE60037812T
Authority: DE
Inventors: Francois J. Regnier; Harvey C. Newark TUNG; Rochelle A. Midland WOODS; Jeffrey E. Midland BONEKAMP
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-29
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: CN1308378C; AU5779300A; PL352904A1; TW553982B; CA2377235A1; US6455161B1; EP1196482B1; KR20020022735A; US6620474B1; JP5385327B2; DK1196482T3; MXPA01013389A; KR100720845B1; WO2001000716A3; CZ20014670A3; JP2003503572A; DE60037812D1; JP2011174072A; BR0012459B1; BR0012459A

Description

Diese Erfindung betrifft die Verwendung von im Wesentlichen amorphen nichtchlorierten Polymerfolien als wirksame Sperren für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen.
Mehrschichtige Strukturen, die für Gase und/oder Feuchtigkeit im Wesentlichen undurchlässig sind, sind in den Industrien der Medizinprodukte und Nahrungsmittelverpackungen wohlbekannt. Derzeit wird Poly(vinylidenchlorid) (PVDC) als eines der Materialien der Wahl für die Gassperrkomponente von Sperrfolien verwendet. Für Stomaanwendungen (d. h. KolStoma und IleStoma) wird weit verbreitet eine Folie aus PVDC als Sandwich zwischen zwei gegenüber liegenden Schichten aus Polyethylen geriniger Dichte (LDPE) verwendet, wobei das PVDC als die Gassperre und das LDPE als die Struktur- und Abdichtungsschicht fungiert. Es können auch Polyvinylchlorid (PVC) oder chloriertes Polyethylen (CPE) gemischt mit Ethylen-Phenylacetat-Copolymer (EVA) in der Struktur- und Abdichtungsschicht oder andere Schichten solch einer Struktur verwendet werden.
Jedoch stellt die Entsorgung dieser chlorhaltigen Materialien eine Anzahl potentieller Umweltbedenken insbesondere bei der Verbrennung dieser Materialien nach der Verwendung in Krankenhäusern oder anderweitig dar. Zudem kann das Aussetzen an Di-2-ethylhexylphthalat (DEHP), das ein üblicher Weichmacher ist, der mit PVDC und PVC verwendet wird, eine Anzahl gesundheitsbezogener Bedenken einschließlich verringerter Blutplättchenwirksamkeit und potentieller Verbindungen zu Leberkrebs darstellen.
Es werden auch chlorfreie Polymerharze wie Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere (EVOH) als Sperrschichten verwendet und wurden für Stomaanwendungen vorgeschlagen. Jedoch zersetzen sich diese schnell in der Gegenwart von Feuchtigkeit, obwohl die Sperreigenschaften von EVOH-Copolymeren unter trockenen Bedingungen sehr gut sind. Somit sind EVOH-Copolymere für Stomaanwendungen nicht wünschenswert.
U.S. Patent (USP) 5,496,295 , USP 5,658,625 und USP 5,643,375 beschreiben mehrschichtige Sperrfolien und daraus hergestellte Erzeugnisse. Diese Folien sind unter anderem in Stomaanwendungen nützlich und enthalten eine Gassperrschicht aus einem chlorfreien organischen Polymer, das im Wesentlichen für das Gas Sauerstoff undurchlässig ist, sowie eine Feuchtigkeitssperrschicht aus einem auf Propylen in der Mesophase basierenden Material. Die Gassperrschicht aus chlorfreiem organischen Polymer umfasst Vinylalkoholpolymere wie EVOH-Copolymere, Polyvinylalkohol (PVOH), Polyacrylnitril, Polystyrol, Polyester und Nylon entweder allein oder miteinander gemischt. Die Feuchtigkeitssperrschicht enthält ein auf Propylen in der Mesophase basierendes Polymermaterial wie mesomorphes Polypropylen, Mesopolymergemische und/oder Mesocopolymere. Das Abkühlen eines auf Polypropylen basierenden Materials aus einem geschmolzenen Zustand bildet das auf Propylen in der Mesophase basierende Material.
EP 0 700 777 A beschreibt eine chlorfreie mehrschichtige Folie, die zur Herstellung von Tüten oder Beuteln für Stoma-/Urostomaanwendungen nützlich ist, und diese umfasst eine siebenschichtige Struktur. Diese Struktur enthält eine Gassperrschicht aus einem chlorfreien organischen Polymer, das für Sauerstoff im Wesentlichen undurchlässig ist, wie eines der oben genannten Vinylalkoholpolymere, Polyamide, Polyester und Polystyrole; zwei Haftschichten, die mit jeweils einer Seite der Sperrschicht in Kontakt stehen; eine innere Oberflächenschicht; eine äußere Oberflächenschicht und zwei Zwischenschichten, die zwischen den Oberflächenschichten positioniert sind und die ein Ethylen-Propylen(EP)-Copolymer enthalten. Das organische Polymer der Gassperrschicht kann ein Polyester enthalten, von dem gesagt wird, dass es typischerweise ein biorientiertes, wärmegehärtetes PET ist. Es wird kein Polyester außer PET erwähnt und die beispielhaft dargestellten Folien enthalten kein Polyester.
EP 0 418 836 A beschreibt mehrschichtige orientierte Folien, die zur Verwendung in der Nahrungsmittelverpackungsindustrie geeignet sind und die Schichten aus einem Propylenhomopolymer oder Copolymer, eine Copolyesterschicht und eine Haftschicht aus einem polar modifizierten Polyolefin haben, die zwischen den Propylenpolymer- und Copolyesterschichten positioniert ist und daran gebunden ist.
EP 0 056 323 A beschreibt ein thermoformbares Laminat für eine sterilisierbare Verpackung enthaltend eine Gussschicht aus Polyester einschließlich Polybutylenterephthalat, glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat (PET-G) sowie ein Copolymer aus Cyclohexandimethanol und Terephthalsäure, die durch eine bindende Schicht verbunden sind, die aus Polypropylen (PP), LDPE oder einem Ionomerharz besteht. Jedoch besitzen diese Laminate ein hohes Modul, da solche Strukturen auf thermoformbare Verpackungsanwendungen gerichtet sind, und können daher als ein Ergebnis der relativ starren Polymere, die für die Hautzusammensetzungen verwendet werden, nicht den erforderlichen Grad an Lautlosigkeit bereitstellen, der für eine Anwendung als Stomabeutel erforderlich ist. Zudem zeigt der Tangens Delta (tan Δ)-Wert der Hautpolymere (LDPE, kristallines PP und Ionomerharze) dieser Laminate, dass sie keine leise Folie darstellen, wie sie oben beschrieben wird. Es wird festgestellt, dass die sterilisierbaren Verpackungen durch das Thermoformen des Laminats, das Platzieren der Inhalte in den thermogeformten Zwischenraum und dann das Verschließen der Verpackung mit einer medizinisch zugelassenen Papierschicht oder durch Formen eines Beutels oder einer Tüte unter Verwendung des Laminats in Kombination mit einer Papierschicht gebildet werden. Der einzige Anspruch auf einen sterilisierbaren Behälter spezifiziert, dass das Laminat am Rand mit einem Blatt Papier heißversiegelt wird.
EP 0 588 667 A beschreibt eine mehrschichtige Folie, die in Verpackungsanwendungen mit Feuchtigkeitssperre nützlich ist, mit wenigstens einer Schicht, die ein Gemisch aus Propylenpolymer oder -copolymer und einem Kohlenwasserstoffharz enthält, sowie mit zwei zusätzlichen Schichten, die ein Propylenhomopolymer oder -copolymer, ein Ethylen-Alpha-Olefin(EAO)-Copolymer, ein Ionomer, Polybutylen oder Gemische davon enthalten. Es kann in einigen Ausführungsformen eine Kernschicht aus einem EVOH-Copolymer oder einem anderen Sauerstoffsperrmaterial oder Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE) eingebaut werden.
EP 0 125 107 A offenbart mehrschichtige Verpackungsfolien, die hauptsächlich für beutel- oder tütenartige Verpackungen für Nahrungsmittel vorgesehen sind. Die Folien haben in der folgenden Reihenfolge eine erste uniaxial orientierte, heißversiegelbare Schicht, eine zweite uniaxial orientierte Schicht aus einem modifizierten Polyolefin oder Olefincopolymer sowie eine dritte uniaxial orientierte Schicht aus Polyethylenterephthalat (PET). Wahlweise hat die Folie auch entweder in dieser Reihenfolge (a) eine vierte Metallschicht auf der PET-Schicht, eine fünfte Polyethylenhaftschicht und eine sechste einwirkungsresistente Schicht oder in dieser Reihenfolge (b) eine vierte Polyethylenhaftschicht und eine fünfte Schicht aus orientiertem Polyester mit einer sechsten Metallschicht, die auf einer Oberfläche einer der dritten oder fünften Schichten aufgebracht wird, die benachbart zu der vierten Haftschicht ist.
EP 0 958 916 A offenbart Stomabeutel, die aus einer mehrschichtigen heißversiegelbaren chlorfreien Folie hergestellt werden, die aus einer Geruchssperrschicht aus Polyesterharz und wenigstens einer heißversiegelbaren Hautschicht besteht, die aus einem Homopolymer aus Ethylen oder einem Copolymer aus Ethylen und einem Alphaolefin oder einem esterhaltigen Monomer besteht. Die bevorzugte und einzige beispielhaft ausgeführte Geruchssperrschicht wird aus PET gebildet und die bevorzugte Hautschicht(en) sind Copolymere aus Ethylen und Methylacrylat. Optional sind Haftschichten wie aus Ethylencopolymer zwischen der Geruchssperrschicht und den Hautschichten angeordnet. Die beispielhaft dargestellten Haftschichten sind aus anhydridmodifizierten Ethylenacrylatcopolymeren.
EP 0 733 472 A offenbart I. V.-Beutel und andere flexible Tüten zur Verpackung und Verabreichung von medizinischen Lösungen, die aus einer mehrschichtigen Folie mit nach der Hitzesterilisation guten optischen Eigenschaften gebildet werden, die ein Ansehen der enthaltenen Lösung erlauben. Die Folie enthält: (a) eine innere Schicht aus einem homogenen Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer oder einem Gemisch aus homogenen Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymeren und mit einer Dichte von 0,89 bis 0,92 g/cm³; (b) eine erste äußere Schicht aus einem Homopolymer oder Copolymer aus Polypropylen, einem Gemisch aus Homopolymer oder Copolymer aus Polypropylen und einem Elastomer, Polyethylen hoher Dichte oder Copolyester und (c) eine zweite äußere Schicht aus einem Polyamid, Copolyamid, Polyester, Copolyester, Polyethylen mit hoher Dichte, Polypropylen, Propylen/Ethylen-Copolymer oder Polycarbonat. Die einzigen spezifisch in D9 erwähnten Copolyester sind die Copolyesterether ECDEL^® 9965, 9966 & 9967. Es kann eine erste Haftschicht als Sandwich zwischen der inneren Schicht und der ersten äußeren Schicht angeordnet sein und wahlweise kann zusätzlich zu der ersten Haftschicht eine zweite Haftschicht als Sandwich zwischen der inneren Schicht und der zweiten äußeren Schicht angeordnet sein. Die erste Haftschicht kann ein Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte von weniger als oder gleich 0,89 Gramm pro Kubikzentimeter, ein Gemisch aus homogenem Ethylen-Alpha-Olefin-Copolymer mit einer Dichte im Bereich von ungefähr 0,89 bis ungefähr 0,92 Gramm pro Kubikzentimeter enthalten, und das Material, aus dem die äußere Schicht gebildet wird, kann ein anhydridmodifiziertes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder ein anhydridmodifiziertes Ethylen-Methylacrylat-Copolymer enthalten. Die zweite Haftschicht enthält vorzugsweise ein anhydridmodifiziertes Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, ein anhydridmodifiziertes Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, ein anhydridmodifiziertes Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, ein anhydrid-modifiziertes lineares Polyethylen geringer Dichte, ein anhydridmodifiziertes Polyethylen sehr geringer Dichte und ein anhydridmodifiziertes Polyethylen hoher Dichte.
EP 0 641 647 A offenbart Laminatfolien zur Verwendung als Verpackungsmaterialien für zum Beispiel medizinische Erzeugnisse wie Beutel, die parenterale Lösungen oder Blut enthalten, oder insbesondere Beutel zur Aufbewahrung von Blutplättchen. Die Folien haben wenigstens eine Zwischenschicht (A) und zwei Außenschichten (B). Die Zwischenschicht (A) besteht aus einer Harzzusammensetzung, die 20 bis 100 Gew.-% eines amorphen Polyolefins enthält, das wenigstens 50 Gew.-% eines Propylens und/oder Buten-1 sowie 80 bis 0 Gew.-% eines kristallinen Polypropylens enthält. Die zwei Außenschichten (B) bestehen aus einer Harzzusammensetzung, die entweder ein Polyolefin und ein thermoplastisches Styrolelastomer oder ein Propylenharz und ein thermoplastisches Styrolelastomer enthalten. Eine dritte Harzschicht aus zum Beispiel Polyester (ohne Beispiel) kann als Sandwich zwischen der Zwischenschicht und einer Außenschicht angeordnet werden und zusätzlich oder alternativ dazu kann eine Harzschicht oder -folie zum Beispiel aus Polyester (ohne Beispiel) auf eine Außenschicht aufgebracht werden, um die mechanische Festigkeit, Gassperreigenschaften, Bedruckbarkeit und andere Eigenschaften der Laminatfolie zu verbessern.
U.S. 5,567,489 A offenbart Stomabeutel, die aus einer halogenfreien, mehrschichtigen Sperrfolie hergestellt werden, die eine halogenfreie Sperrschicht und wenigstens eine heißversiegelbare Hautschicht enthält. Vorzugsweise enthält die Sperrschicht ein Nylon, aber andere spezifizierte Sperrmaterialien sind Ethylen-Vinylalkohol-Copolymere (EVOH) und Nylon-EVOH-Gemische. Spezifizierte heißversiegelbare Hautschichten umfassen ein thermoplastisches Polyurethan, ein im Wesentlichen lineares Copolymer aus Ethylen und einem Alpha-Olefin mit einer Dichte in dem Bereich von ungefähr 0,87–0,92 g/cm³ und ungefähr 0,01 bis 3 langkettigen Verzweigungen/1.000 Kohlenstoffatome entlang des Polymergerüstes, ein homogen verzweigtes lineares Polyolefinharz oder ein Gemisch aus einem Polyolefinharz mit ultrageringer Dichte mit einem Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat.
Versuche zum Auffinden zusätzlicher chlorfreier Polymerfolien, die zur Verwendung als Sperrschichten geeignet sind, wurden unter der allgemeinen Annahme unternommen, dass ein Polymer mit guten Sperreigenschaften für Sauerstoff auch gute Sperreigenschaften für organische Produkte und Gerüche zeigen würde (siehe zum Beispiel „Plastic Film Technology, High Barrier Plastic Films for Packaging", Band 1: The use of Barrier Polymers in Food and Beverage Packaging, M. Salame, S. 132–145 (1989)). Daher haben sich Versuche zum Auffinden von Polymerfolien mit ausreichenden Sperreigenschaften zur Verwendung in den Industrien der Medizinprodukte und der Nahrungsmittelverpackungen auf die Durchlässigkeit einer gegebenen Polymerfolie für Sauerstoff fokussiert. Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung herausgefunden, dass nicht alle Polymere mit niedriger Sauerstoffdurchlässigkeit Sperreigenschaften für Gerüche aufzeigen, die für Stomaanwendungen geeignet sind und umgekehrt.
Studien haben gezeigt, dass menschliche Fäkalausscheidungen mehr als 122 flüchtige Verbindungen enthalten, wie es durch Gaschromatographie/Massenspektrometrie analysiert wurde. (Siehe „Identification of Specific Trace Levels of Chemicals in Human Feces", Dmitriev M. T., Lab. Delo (1985), (10), 608–14; "Gas-Chromatographic and Mass-Spectrometric Analysis of the Odour of Human Feces", J. G. Moore, Gastroenterology, 1987, 93, 1321–9; M. D. Levitt, "Only the Nose Knows", Gastroenterology, 1987, Bd. 93, 1437–8; "Influence of Nutritional Substrates an the Formation of Volatiles by the Fecal Flora", M. Hiele, Gastroenterology, 1991, 100, 1597–1602; "Screening Method for the Determination of Volatiles in Biomedical Samples"; Y. Ghoos, Journal of Chromatography, 665, 1994, 333–345; und "Influ ence of Dietary Protein Supplements an the Formation of Bacterial Metabolites in the Colon", B. Geypens, GUT, 1997, 41, 70–76).
Diese Studien zeigen, dass Verbindungen, die für Fäkalgerüche verantwortlich sind, hauptsächlich Indole und Sulfidderivate sind. Somit sind Verbindungen mit relativ kleinen Molekülen wie zum Beispiel Wasserstoffsulfid (H₂S) oder Methylmercaptan (CH₃SH), Verbindungen mit größeren Molekülen wie zum Beispiel Ethylsulfid, Dimethyldisulfid (DMDS) oder Diethyldisulfid (DEDS) sowie Verbindungen mit großen Molekülen wie zum Beispiel Dimethyltrisulfid, Indol oder 3-Methylindol für Fäkalgerüche verantwortlich.
Daher bleibt auf dem Gebiet ein Bedarf an Polymerfolien, die (a) für die Umwelt sicher sind, (b) hydrolytisch stabil sind sowie (c) eine geringe Durchlässigkeit für geruchsauslösende Moleküle mit sowohl kleinem wie auch größerem Moleküldurchmesser zeigen. Zudem bleibt abhängig von der Endverwendung solcher Folien der Bedarf, dass solche Folien leise sind, d. h. eine niedrige Geräuschentwicklung beim Knittern haben.
Diese Bedürfnisse werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt. Somit stellt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Verwendung von im Wesentlichen amorphen nichtchlorierten (oder chlorfreien) Polymerfolien als Sperren für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen in einer Folienstruktur als Einzelschicht oder als Mehrfachschicht zur Verfügung.
In einem ersten Aspekt stellt die Erfindung ein Erzeugnis, ausgewählt aus Stomabeuteln und Inkontinenzbeuteln zur Verfügung, das eine Geruchssperrschicht aus einer im Wesentlichen amorphen nichtchlorierten Polymerfolie aufweist, die ausgewählt ist aus Folien, die gebildet sind aus (i) Poly(methylmethacrylat), (ii) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester und einem amorphen Copolyester, (iii) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester, mit oder ohne einen amorphen Copolyester, und mindestens einem ausgewählt aus einem Styrol-Butadien-Copolymer, einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, einem maleinsäureanhydridgepfropften Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, einem Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-Copolymer, einem maleinsäureanhydridfunktionalisierten Styrol-Ethylen-Buten- Blockcopolymer und einem Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer oder (iv) amorphen thermoplastischen Polyesterharzen mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 50°C, wobei die Schicht eine Barriere für Moleküle ist, die einen kritischen Moleküldurchmesser von mindestens 0,40 nm aufweisen, und die Schicht eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 2 h, eine Durchbruchszeit für Diethyldisulfid von mindestens 8 min und eine Durchbruchszeit für Schwefelwasserstoff von mindestens 40 s aufweist.
In einer ersten Ausführungsform ist die Folie eine Barriere für Moleküle mit einem kritischen Moleküldurchmesser von 0,40 nm oder größer, wobei die Barrierefunktionalität durch mindestens eine aus a) einer Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 5 h, b) einer Durchbruchszeit für Diethyldisulfid (DEDS) von mindestens 40 min oder c) einer Durchlässigkeitsrate für H₂S von kleiner oder gleich 60 Kubikzentimeter (cm³) H₂S pro Quadratzentimeter (cm²) Folienfläche pro Tag (cm³/cm²-Tag) in entweder einer einzelschichtigen oder einer mehrschichtigen Folienstruktur bestimmt wird.
In einer zweiten Ausführungsform ist die Folie in einer mehrschichtigen Folienstruktur vorhanden, die mindestens eine Schicht der Folie und mindestens eine geräuschlose Folienschicht mit einer verringerten Geräuschemission umfasst, wobei die geräuschlose Folienschicht mindestens ein Polymerharz oder eine Polymerharzzusammensetzung mit einem tan Δ Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs zwischen –5°C und 15°C oder von mindestens 0,32 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von –12°C bis –5°C enthält. Die mehrschichtigen Folienstrukturen fungieren wünschenswerterweise als Barrieren für Moleküle mit einem Durchmesser von wenigstens 0,40 nm.
In einer dritten Ausführungsform ist die Folie in einer mehrschichtigen Folienstruktur vorhanden, die mindestens eine Schicht der Folie und eine Schicht aus einer Polymerfolie enthält, gebildet durch ein Verfahren, umfassend die folgenden Schritte: (a) Mischen eines ersten Polymerharzes, einer Polymerharzzusammensetzung oder einer Polymergemischzusammensetzung mit einem tan Δ-Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs zwischen –5°C und 15°C oder von wenigstens 0,32 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von –12°C bis 5°C mit einem zweiten Polymerharz, wobei das erste Polymerharz oder die Polymerharzzusammensetzung mindestens 25 Gewichtsprozent (Gew.-%) bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht ausmacht.
Wie es hierin verwendet wird, bedeutet „im Wesentlichen amorph" enthaltend weniger als (<) 8 Gew.-% nicht amorphes Polymer(e) bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers. Zudem bezieht es sich auf amorphe Polymere, die nicht durch Abkühlen hergestellt wurden. „Abkühlen/Abschrecken", wie es hierin verwendet wird, bedeutet schnelles Kühlen des Polymers von seinem geschmolzenen Zustand runter auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur (unter ungefähr 20°C). „Nichtchloriert" bedeutet, dass ein Polymer im Wesentlichen kein Chlor enthält (d. h. < 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers).
Die Begriffe „relativ kleine", „größere" und „große" Moleküle, wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich auf relative Größen, die durch den jeweiligen kritischen Moleküldurchmesser (KMD) bestimmt werden. „Relativ kleine" Moleküle umfassen Moleküle mit einem KMD von 0,40 nm bis zu 0,55 nm. „Größere" Moleküle umfassen Moleküle mit einem KMD von mehr als (>) 0,55 nm bis zu 0,70 nm und „große" Moleküle umfassen Moleküle mit einem KMD > 0,70 nm.
Der berechnete KMD von Sauerstoff ist 0,33 nm, 0,40 nm für H₂S, 0,50 nm für Methylsulfid, 0,55 nm für DMDS, 0,57 für Ethylsulfid, 0,58 nm für DEDS, 0,63 nm für Dimethyltrisulfid, 0,74 nm für Indol und 0,78 für 3-Methylindol. Die Bestimmung des KMD verwendet das Programm SPARTAN 5.1.1. (Molekülorbitalprogramm, das von WAVEFUNCTION Inc., Kalifornien 92612, USA vermarktet wird).
Molekülstrukturen werden durch Energieminimierung unter Verwendung halbempirischer Quantenmechanikmodelle optimiert (AM1-Verfahren: M. J. S. Dewar, E. G. Zoebisch, E. F. Healy und J. J. P. Stewart, J. Am. Chem. Soc. 107, 3902 (1985). AM1: A New General Purpose Quantum Mechanical Molecular), die in dem Programm Spartan in der Version 5.1.1. enthalten sind. Es wird eine Konformationsanalyse durchgeführt, um Strukturen in deren Konformationen mit minimaler Energie zu erhalten. Der KMD wird aus der raumfüllenden Darstellung der optimierten Struktur erhalten. Die Kastengröße wird angepasst, um mit den van der Waals-Kugel formen in Kontakt zu kommen. Der Moleküldurchmesser wird als die zweitgrößte Kastendimension genommen.
Jedoch kann, obwohl eine niedrige Sauerstoffdurchlässigkeit einer bestimmten Polymerfolie eine sinnvolle Voraussage der niedrigen Durchlässigkeit der Polymerfolie für kleinere riechende Moleküle in menschlichen Fäkalausscheidungen wie H₂S und CH₃SH sein kann, solch eine Durchlässigkeit nicht unbedingt eine sinnvolle Voraussage für die Durchlässigkeit der Polymerfolie für größere Moleküle wie DEDS und 3-Methylindol sein. Daher glauben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung, dass eine niedrige Sauerstoffdurchlässigkeit einer bestimmten Polymerfolie keine sinnvolle Voraussage zur Nützlichkeit der Polymerfolie in Stomaanwendungen zur Verfügung stellt. Es werden die Durchlässigkeiten für H₂S, DEDS und 3-Methylindol gewählt, um die Leistungsfähigkeit der Geruchsbarriere in Stomaanwendungen vorauszusagen, weil diese drei Verbindungen die chemischen Hauptfamilien von riechenden Verbindungen, die in Fäkalien zu finden sind, darstellen und einen Bereich von relativ kleinen bis großen Molekülgrößen abdecken.
In der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass Polymerfolien, die als eine Barriere für Moleküle mit einem KMD von mindestens 0,40 nm fungieren, aus den folgenden Polymerharzen hergestellt werden können, die in der Polymerliste I genannt werden, nicht aber darauf beschränkt sind. Die Polymerliste I umfasst: Polymethylmethacrylate (PMMA), PET-G (d. h. glykolmodifiziertes Polyethylenterephthalat), ein amorphes thermoplastisches Copolyesterharz (z. B. das Harz B-100, das von der Mitsui Chemicals Europe GmbH geliefert wird) (hiernach als „APE-1" bezeichnet), Bkends aus PET-G und solch einem amorphen thermoplastischen Copolyesterharz, Blends aus PET-G und einem Styrol-Butadien-Copolymer (PET-G/SB), Blends aus PET-G und einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (PET-G/SBS), Blends aus PET-G und einem maleinsäureanhydrid(MAH)-gepfropften Ethylen-Methylacrylat-Copolymer (PET-G/MAH-g-EMA), Blends aus PET-G und einem Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-Copolymer, Blends aus PET-G und einem MAH-funktionalisierten Styrol-Ethylen-Buten-Styrol(PET-G/SEES)-Blockcopolymer, Blends aus PET-G und einem Styrol-Isopren-Styrol(PET-G/SIS)-Blockcopolymer und amorphe thermoplastische Polyesterharze mit einer Glasübergangstemperatur (T_g) > 50°C sind als Barrieren für Moleküle mit einem Durchmesser von mindestens 0,40 nm besonders geeignet, wobei PET-G und PMMA besonders bevorzugt sind.
Wenn die im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymersperrfolien aus Blends, wie sie oben beispielhaft dargestellt werden, hergestellt werden, dann muss die kleinere Komponente des Blends nicht amorph sein, sondern kann ein halbkristallines Polymer sein. Die Definition von amorphen und halbkristallinen Polymeren ist in dem „Polymer Science Dictionary", Ausgabe 1989, Elsevier Applied Science, zu finden. Man sollte auch verstehen, dass wenn die im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymersperrfolien aus Blends wie den oben beispielhaft dargestellten hergestellt werden, die auptkomponente des Blends, d. h. das PET-G, wenigstens 60 Gew.-% der Mischung ausmacht. Typische Beispiele solcher Blends sind die folgenden: 1) 70 bis 95 Gew.-% eines Blends aus PET-G und einem SB-Copolymer; 2) 60 bis 90 Gew.-% eines Blends aus PET-G und einem SBS-Blockcopolymer; 3) 70 bis 96 Gew.-% eines Blends aus PET-G und einem MAH-g-EMA-Copolymer; 4) 70 bis 96 Gew.-% eines Blends aus PET-G und einem Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-Copolymer; 5) 70 bis 96 Gew.-% eines Blends aus PET-G und einem MAH-funktionalisierten SEES-Blockcopolymer und 6) 70 bis 96 Gew.-% eines Blends aus PET-G und einem SIS-Copolymer.
Blends aus PET-g und einem amorphen thermoplastischen Polyesterharz wie APE-1 ersetzen leicht PET-G allein. Solche Blends haben einen Gehalt an APE-1, der wünschenswerterweise 0–100 Gew.-%, vorzugsweise 10–80 Gew.-% und mehr bevorzugt 20–70 Gew.-% ist, und umgekehrt einen Gehalt an PET-G, der wünschenswerterweise 100–0 Gew.-%, vorzugsweise 90–20 Gew.-% und mehr bevorzugt 80–30 Gew.-% ist. In jedem Fall kommen die Prozentgewichtsangaben auf insgesamt 100 Gew.-%, wobei alle Prozentangaben auf das Gewicht der Mischung bezogen sind.
Die Sperrfolien der vorliegenden Erfindung können ein oder mehrere der folgenden Additive enthalten: Verarbeitungshilfsstoffe wie Fluorpolymere, Silicone oder Siloxane; anorganische Füllstoffe wie Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Glimmer, Siliciumdioxid, Kieselgel, Nanofüllstoffe und Talk; Gleitmittel wie Fettsäureamide; Antiblockierungsadditive; Geruchsabsorber; Feuchtigkeitsabsorber; Molekularsiebe; Pigmente; Antistatikhilfsstoffe; Antinebelmittel; Antioxidationsmittel; UV-Stabilisatoren; dielektrische hitzeempfindliche Additive; Pigmente; Farben; Aktivkohle; Geruchsstoff; Nukleationsmittel, klärende Stoffe; Biozide und antimikrobielle Additive. Die Additive können wahlweise in Mikrokörnchen verkapselt sein. Wenigstens eine Außenschicht der Folie kann einer Oberflächenbehandlung wie einer Koronabehandlung oder einer Flammenbehandlung oder Plasmabehandlung ausgesetzt werden, um deren Oberflächenspannung zu erhöhen und deren Bedruckbarkeit zu verbessern. Wahlweise kann auch wenigstens eine Oberfläche der Folie mit einer dünnen Schicht aus Metall oder Metalloxid wie Aluminium, Aluminiumoxid oder Siliciumoxid beschichtet werden.
Wenigstens eine Oberfläche der Folie kann geprägt oder texturiert sein, um den Widerstand gegen Blocken, die Verarbeitbarkeit mit Maschinen oder die Handhabung zu verbessern oder irgendeinen Leistungsvorteil wie Weichheit, Geschmeidigkeit oder Aussehen zu vermitteln.
Die im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymersperrfolien, die gemäß der vorliegenden Erfindung als Barrieren für Gerüche und organische Moleküle verwendet werden, können als Einzel- oder Monoschichffolien oder als eine Komponentenfolie mit einer mehrschichtigen Folienstruktur verwendet werden. Beispiele der mehrschichtigen Folienstrukturen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, 2 bis 7 Schichten und können zum Beispiel die Form von A/B/D/C/D/E/F oder A/B/C/B/A oder A/B/C/D/E oder A/B/C/D oder A/C/B oder C/B annehmen, wobei die Schicht „C" die im Wesentlichen amorphe, nicht chlorierte Polymerfolienschicht der vorliegenden Erfindung ist und die anderen Schichten Haft-, Zwischen- oder Hautschichten umfassen. Es werden auch mehrschichtige Folienstrukturen mit mehr als einer Schicht „C", d. h. mehr als einer Geruchssperrschicht, vorgeschlagen.
Wenn die im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymerfolien als Einzel- oder Monoschichtsperrfolien verwendet werden, dann hat die Folie eine Dicke, die von der vorgesehen Endverwendung der Folie sowie von den individuellen Barriereeigenschaften für Geruchs- und organische Verbindungen der Folien abhängt. Jedoch liegt die Dicke typischerweise im Bereich von 5 bis 50 Mikrometern (μm), wobei 10 μm bis 25 μm üblicher sind und 12 μm bis 20 μm am üblichsten sind. Obwohl jede im Wesentlichen amorphe, nichtchlorierte Polymersperrfolie, die in der vorliegenden Erfindung nützlich ist, als eine Monoschichtfolie verwendet werden kann, werden auch mehrschichtige Folien aus im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymeren vorgeschlagen.
Die Monoschichtsperrfolien der vorliegenden Erfindung werden durch konventionelle Techniken wie Extrusion, Ausblasen oder Gießen hergestellt, wobei die Extrusion bevorzugt ist. Die Sperrfolien der vorliegenden Erfindung sind auch Folien ohne Orientierung.
Wenn sie unpigmentiert, ungeprägt und unbeschichtet sind, dann sind die Sperrfolien der vorliegenden Erfindung auch transparent, wie es durch einen Trübungswert von maximal 45% definiert wird, der gemäß dem Test D1003 der American Society for Testing and Materials (ASTM) gemessen wird. Wenn die Trübung nicht wichtig ist, dann wird die Verwendung einer Zugabe von einem oder mehreren Pigmenten, das Prägen, Beschichten oder das Einbauen anderer Additive den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht verändern.
Wenn die im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymersperrfolien als Folienkomponente von mehrschichtigen Folienstrukturen verwendet werden, dann hat die im Wesentlichen amorphe, nichtchlorierte Polymersperrfolie, die die Barriereeigenschaften für Geruchs- und organische Verbindungen für die mehrschichtige Folienstruktur zur Verfügung stellt, typischerweise eine Dicke von 2 μm bis 50 μm, wobei 3 μm bis 35 μm typischer sind, und ist nicht orientiert.
Mehrschichtige Folienstrukturen umfassen typischerweise mindestens eine Schicht, die aus einem Polymer gebildet wird, das anders als dasjenige ist, das in der Sperrfolienschicht verwendet wird. Die Auswahl solch eines Polymers(e) hängt von den vorgesehenen Endverwendungen der mehrschichtigen Struktur ab. Wenn das Fehlen von Chlor wesentlich ist, dann fehlt vorzugsweise allen Schichten Chlor. Bei Anwendungen, bei denen etwas Chlor akzeptabel ist, wie einer Verpackung, Schutzbekleidung oder der Bodenvernebelung, können die mehrschichtigen Folienstrukturen auch chlorierte Folienschichten zusätzlich zu der im Wesentlichen amorphen, nichtchlorierten Polymersperrfolie der vorliegenden Erfindung aufweisen.
Polymere, die zur Verwendung bei der Herstellung von Schichten ohne Barriereeigenschaften geeignet sind, umfassen: LDPE, lineare Polyethylene geringer Dichte, (LLDPE), Polyethylen ultrageringer Dichte (ULDPE), homogene EAO-Copolymere, HDPE, PP-Homo- oder Copolymere, gummimodifiziertes PP, PP-Homo- oder Copolymere mit niedrigem Modul, PP-Homo- oder Copolymere mit niedriger Kristallinität, syndiotaktische PP-Homo- oder Copolymere, Ethylen-Propylen-Dienmonomer-Elastomer (EPDM), Ethylen-Polypropylen-Gummis (EPR), im Wesentlichen lineare EAO-Copolymere, Styrol-Butadien-Copolymere (SB oder SBS), SEES-Copolymere, Styrol-Isopren-Copolymere (SI oder SIS), Ethylen-Alkylacrylat-Copolymere wie zum Beispiel Ethylen-Methylacrylat (EMA), Ethylen-Butylacrylat (EBA), Ethylen-Ethylacrylat (EEA), Ethylen-Vinylacetat (EVA), Ethylen-Acrylsäure-Copolymere (EAA), Ionomerharze, elastomere Copolyester, Ethylen-Methylacrylsäure-Copolymere (EMAA), Polynorbornen, ESI, thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyetheramid-Blockcopolymere, EVA-Kohlenmonoxid-Copolymere (EVACO), MAH-modifiziertes Polyethylen, maleinsäureanhydridmodifiziertes EVA, MAH-EMA, MAH-EBA, MAH-PP, glycidylmethacrylatmodifziertes EMA, glycidylmethacrylatmodifiziertes EMA, glycidylmethacrylatmodifiziertes EBA, glycidylmethacrylatmodifiziertes EVA, Polyamide und Blends davon. Ein solches Blend umfasst ein amorphes EAO-Polymer und ein PP-Homo- oder Copolymer mit niedriger Kristallinität. EP 641 647 und dessen U.S.-Äquivalent USP 5,616,420 sowie EP 527 589 offenbaren teilweise Blends aus einem amorphen Polyolefin und einem kristallinen PP.
Die Verwendung von Copolymeren aus Olefinen und polaren Comonomeren wird zusätzlich die Hochfrequenz (HF)-Versiegelungseigenschaften der Folie verbessern.
Chlorierte Polymere, die wahlweise zusammen mit den im Wesentlichen amorphen, nichtchlorhaltigen Sperrfolien der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen zum Beispiel Polyvinylchlorid (PVC), chloriertes Polyethylen (CPE), Poly(vinylidenchlorid) (PVDC), PVDC/VC-Copolymere (PVDC/VC), PVDC/Methylacrylat-Copolymere (PVDC/MA) und Gemische derselben.
In einer Mehrschichtstruktur werden die Polymerschichten, die direkt benachbart zu der Sperrschicht lokalisiert sind, als Haft- oder Bindeschichten dienen, während an dere nicht benachbart liegende Schichten typischerweise als Zwischen- oder Hautschichten dienen. Die Gesamtdicke solch einer mehrschichtigen Folienstruktur hängt von der Dicke der einzelnen Folie oder Schicht ab. Die Dicke einer einzelnen Folie hängt von einer Reihe von Faktoren wie der Einfachheit und den Kosten der Herstellung einer Folie mit einer bestimmten Dicke, den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Folie und der Umgebung ab, der die mehrschichtige Folienstruktur ausgesetzt werden wird. Die Gesamtdicke solch einer mehrschichtigen Folienstruktur liegt typischerweise im Bereich von 20 μm bis 350 μm, wobei 30 μm bis 200 μm typischer sind und 40 μ bis 150 μm am typischsten sind.
Konventionelle Verfahren wie Blasen oder Gießen, Co-Extrusion, Extrusionsbeschichten, Extrusionslaminieren oder Haftlaminieren können die mehrschichtigen Folienstrukturen der vorliegenden Erfindung herstellen.
Wenn sie in einer Monoschicht- oder einer mehrschichtigen Folienstruktur als eine Barriere für Moleküle mit einem Durchmesser von mindestens 0,40 nm verwendet werden, dann haben die Sperrfolien der Erfindung eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 2 Stunden (h), vorzugsweise 2–300 h und eine Durchbruchszeit für DEDS von mindestens 8 Minuten (min), vorzugsweise 20–1.200 min. Solche Folienstrukturen dienen als nützliche Barrieren gegen Gerüche und organische Moleküle.
Tabelle 1 zeigt repräsentative Sperrfolien zusammen mit deren jeweiligen Durchbruchzeiten für 3-Methylindol und DEDS. Tabelle 1 und die anschließenden Tabellen 2–4 sind nur als erläuternd vorgesehen und schränken den Umfang der Erfindung in keiner Weise ein.

Die Sperrfolien der Erfindung haben vorzugsweise eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von 2–300 h, insbesondere mindestens 5 h und eine Durchbruchzeit für H₂S von 40–250 s. Tabelle 2 zeigt repräsentative Sperrfolien zusammen mit deren jeweiligen Durchbruchszeiten für 3-Methylindol und H₂S, wobei die Folien Monoschichffolien oder Komponenten in einer mehrschichtigen Folienstruktur sein können. Tabelle 2

Durchbruchzeit für 3-Methylindol (h)²

Durchbruchzeit für H₂S (s)²

2

4

10

20

80

150

200

300

40

100

150

200

250

400

> 600

SAN*

J

N

J

N

ABS*

J

N

J

N

PMMA

J

N

PC*

J

N

PC-IM^1*

J

N

J

N

PET-G*

J

N

APE-1/PET-G (50/50%)

J

N

J

¹IM = schlagzähigkeitsmodifiziert; ²alle Zeiteinträge sind > die genannte Zeit; J bedeutet, dass die Durchbruchszeit die genannte Zeit überschreitet; N bedeutet, dass der Durchbruch vor der genannten Zeit zustande kommt;
* neue Verwendung als Barriere für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden

Die Sperrfolien der Erfindung haben vorzugsweise eine Durchbruchszeit für DEDS von 8–1.200 min und eine Durchbruchszeit für H₂S von 40–250 s. Tabelle 3 zeigt repräsentative Sperrfolien zusammen mit deren jeweiligen Durchbruchszeiten für DEDS und H₂S, wobei die Folien Monoschichffolien oder Komponenten in einer mehrschichtigen Folienstruktur sein können. Tabelle 3

Durchbruchzeit für DEDS (min)²

Durchbruchzeit für H₂S (s)²

8

20

50

100

150

300

500

1000

1200

40

100

150

200

250

400

> 600

SAN*

J

N

J

N

ABS*

J

N

J

N

PMMA

J

N

J

N

PC*

J

N

PC-IM^1*

J

N

J

N

PET-G*

J

N

J

N

APE-1/PET-G (50/50%)

J

N

J

Die Sperrfolien haben vorzugsweise eine Druchbruchszeit für 3-Methylindol von 2–300 h, eine Durchbruchszeit für DEDS von 8–1.200 min und eine Durchbruchszeit für H₂S von 40–250 s.
Tabelle 4 zeigt repräsentative Sperrfolien zusammen mit deren jeweiligen Durchbruchszeiten für 3-Methylindol, DEDS und H₂S, wobei die Sperrfolien Einzelschichtfolien oder Komponenten in einer mehrschichtigen Folienstruktur sein können.
Zudem kann es abhängig von der Endverwendung der Polymersperrfolien der vorliegenden Erfindung wünschenswert sein, dass die Polymersperrfolien der vorliegenden Erfindung oder eine mehrschichtige Polymerfolienstruktur mit einer Polymersperrfolie der vorliegenden Erfindung als eine Folienkomponente zusätzliche Eigenschaften aufzeigen.
Zum Beispiel ist es zusätzlich zu Barriereeigenschaften oft wünschenswert, dass Polymerfolien keine Geräusche emittieren, wenn sie zerknittert werden. In Stoma- oder Inkontinenzanwendungen ist es wünschenswert, dass die Stoma- oder Inkontinenzbeutel keine Geräusche emittieren. Jedoch emittieren die meisten Polymerfolien, insbesondere mehrschichtige Polymerfolien, die aus einzelnen Polymerfolienschichten mit verschiedenen Steifigkeiten (d. h. Modulen) bestehen, Geräusche. Wenn eine Verringerung der Geräuschentwicklung wünschenswert ist, dann kann ein „geräuschdämpfendes" Polymer typischerweise in Mengen von mindestens 25 Gew.-% mit anderen (sekundären) Polymerharzen zur Bildung von Polymerfolien der vorliegenden Erfindung mit Barriereeigenschaften gemischt werden. Typischerweise haben diese Polymersperrfolien einen Geräuschpegel von höchstens 50 Dezibel (dBA) bei einer oder mehreren Oktavfrequenzbanden zwischen 1 Kilohertz (kHz) und 16 kHz.
Zudem können diese Polymerharze mit geräuschlosen Eigenschaften als Folienkomponenten in mehrschichtige Folienstrukturen eingebaut werden, um mehrschichtige Folienstrukturen der vorliegenden Erfindung mit geräuschlosen Eigenschaften zu bilden. Typischerweise wird das geräuschdämpfende Polymer zu mindestens 30 Gew.-% in der Schicht vorhanden sein und stellt mindestens 25 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung der Folie dar. Alternativ dazu kann eine leise Polymerfolie vollständig aus einem geräuschdämpfenden Polymer hergestellt werden und als eine Folienkomponente in eine mehrschichtige Folienstruktur der vorliegenden Erfindung mit geräuschlosen Eigenschaften eingebaut werden.
Eine leise Folie gemäß der vorliegenden Erfindung wird typischerweise als eine Haut- oder eine Haftschicht verwendet werden, könnte aber auch als eine innere Schicht verwendet werden.
Typischerweise wird ein geräuschdämpfendes Polymer einen tan Δ Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches zwischen –5°C und 15°C oder mindestens 0,32 innerhalb des Temperaturbereiches von –12°C bis –5°C haben. Typische geräuschdämpfende Polymere umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Polynorbornenpolymere, PP-Homo- oder Copolymere mit niedriger Kristallinität mit einer Schmelzwärme von < 50 Joule/Gramm (J/g) oder syndiotaktische PP-Homo- oder Copolymere oder ataktische PP- oder ESI-Harze. Die Verwendung von TPUs, EVA-Copolymeren, EMA-Copolymeren, EBA-Copolymeren, PVC und CPE liegt nicht im Umfang dieser Erfindung in Bezug auf deren Verwendung als geräuschdämpfende Polymere.
Die Schmelzwärme wird durch eine differential abtastende Kalorimetrie (D. A. C.) bestimmt. Das Zubehör wird unter Verwendung eines -Standard aus Indium kalibriert. Die Schmelzwärme von PP wird unter Verwendung einer Erhitzungsgeschwindigkeit von +10°C/Minute von –50°C bis +220°C bestimmt. Die Schmelzwärme wird zwischen + 25°C und +180°C integriert.
Das geräuschdämpfende Polymer kann auch eine Polymerzusammensetzung sein, die durch Mischen eines Polymers, das keinen tan Δ Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches zwischen –5 und 15°C oder von mindestens 0,32 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs zwischen –12°C und –5°C hat, mit wenigstens einem kompatiblen Harz, Weichmacher oder Klebkraftverstärker erhalten wird, das bzw. der dessen tan Δ auf solch einen Wert modifiziert. Ein solches Blend ist das Gemisch aus amorphem EAO-Polymer und dem oben genannten PP-Homo- oder Copolymer mit niedriger Kristallinität.
Beispiele von solchen Modifikationen des tan Δ durch Mischen werden in: The Viscoelastic Properties of Rubber-Resin Blends: Teile I., II. und III., J. B. Class und S. G. Chu, Journal of Applied Polymer Science, Bd. 30, 805–842 (1985). Light and Stable Resins for Hot-melt Adhesives, P. Dunckley, Adhesives Age, November 1993. A Statistical Approach to Formulating Deep Freeze HMAs, W. J. HONIGALL, J. LEBEZ and al., Adhesives Ages, Mai 1997, Seiten 18–26. Tacki fier Resins, James A. Schlademan, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Kapiel 20, Seiten 527–544 beschrieben.
Obwohl bestimmte Polymere wie die PP-Homopolymere und Propylen-Copolymere (PCP-1, PCP-2 und PCP-3), die in der Tabelle 5 unten gezeigt werden, ausreichende geräuschdämpfende Leistungen zur Verfügung stellen können, um als ein einzelnes geräuschdämpfendes Polymer zu dienen, erfordern andere die Unterstützung von wenigstens einem anderen Polymer oder Modifizierungsmittel für Polymere. Zudem dienen Blends aus zwei oder mehr Harzen als wirksame Ersatzstoffe für solche „einzelnen geräuschdämpfenden Polymere". Zum Beispiel ersetzt ein Blend aus einem amorphen Poly(α-Olefin) wie REXTAC^® APAO2180 und einem statistischen Propylen-Ethylen-Copolymer (2,3 Gew.-% Ethylen) mit zweifacher Schmelzflussgeschwindigkeit ein oder mehrere der flexiblen Polyolefine REXFLEX^® (FPOs), die in Tabelle 5 gezeigt werden. Andere Blends aus einem amorphen Poly(α-Olefin) mit hohem Molekulargewicht (niedrige Schmelzflussgeschwindigkeit) und einem statistischen Propylen-Copolymer stellen auch wirksame Ergebnisse zur Verfügung. Ein solches Blend wird von Ube Industries unter der Markenbezeichnung CAP-350 vermarktet. EP 527 589 und dessen U.S.-Äquivalent USP 5,468,807 sowie EP 641 647 und dessen U.S.-Äquivalent USP 5,616,420 offenbaren solche Blends in einer Zwischenschicht.
Zudem ist die Verwendung eines geräuschdämpfenden Polymers oder einer Polymerzusammensetzung besonders vorteilhaft, wenn es bzw. sie in eine mehrschichtige Folienstruktur eingebaut wird, die ≥ eine andere Polymerfolienschicht enthält, die einen Lagermodul (G') von mindestens 2 × 10⁴ Newton pro Quadratzentimeter (N/cm²) bei Raumtemperatur aufweist. Die Polymerfolienschichten, die einen Lagermodul (G') von mindestens 2 × 10⁴ N/cm² aufweisen, werden typischerweise aus amorphen thermoplastischen Polyestern wie PET-G, Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PET) und anderen thermoplastischen Polyestern, EVOH, PC, Polyvinylalkohol (PVA), SAN, ABS, PMMA, SB-Copolymeren, Polyacylnitril, Polyamiden und Copolyamiden wie PA-6, PA-6,6, PA-11 und PA-12, amorphen Polyamiden, MXD6-Polyamid, PVDC, PVDCNC-Copolymeren, PVDC-MA-Copolymeren, Polyhydroxyaminoether-Copolymeren (PHAE), Polyurethanen, Epoxiden, Polyethylennaphthalat (PEN), syndiotaktischem Polystyrol und Polystyrol hergestellt.
Bevorzugte käuflich verfügbare amorphe thermoplastische Polyester umfassen EASTAR^® PETG-Copolyester 6763 (Eastman Chemical, Dichte von 1,27 g/cm³ (ASTM D1505) und eine Atmosphärensauerstoffdurchlässigkeit (ASTM D3985) von 10 cm³-mm/m²-24 h) und Mitsui B-100 (Mitsui Chemicals Inc., Dichte von 1,35 g/cm³, Tg von 62°C). Die amorphen thermoplastischen Polyester können einzeln verwendet oder zusammengemischt werden. Bei zum Beispiel der Verwendung der PETG- und B-100-Harze umfassen die Gemische wünschenswerterweise 0 bis 100 Gew.-% B-100 und umgekehrt 100 bis 0 Gew.-% PETG. Bevorzugte Blends umfassen 10 bis 80 Gew.-% B-100 und 90 bis 20 Gew.-% PETG. Mehr bevorzugte Blends umfassen 20 bis 70 Gew.-% B-100 und 80 bis 30 Gew.-% PETG. In allen Fällen kommen die kombinierten Harze auf insgesamt 100 Gew.-% und alle Prozentangaben sind auf das Gewicht des Blends bezogen. Der Harz B-100 ist ein amorpher thermoplastischer Copolyesterharz, der von der Mitsui Chemicals Europe GmbH geliefert wird, er hat die Chemical Abstract-Bezugszahl 87365-98-8. Dies ist ein Copolymer aus Isophthalsäure (42–48 Mol.-%), Therephthalsäure (2–8 Mol.-%), Ethylenglycol (> 40 Mol.-%) und 1,3-bis(2-Hydroxyethoxy)benzol (< 10 Mol.-%). Das Harz hat eine Glasübergangstemperatur von 62°C und eine Dichte von 1,35.
Typischerweise ist das geräuschdämpfende Polymer oder die Polymerzusammensetzung als eine der Schichten der mehrschichtigen Folienstruktur vorhanden, obwohl es bevorzugt ist, dass es bzw. sie in eine Hautschicht oder in eine Schicht nahe an der Außenoberfläche der Struktur eingebaut ist.
Zudem kann es für die Endanwendung wünschenswert sein, einige der zuvor beschriebenen mehrschichtigen Folien zu versiegeln, um zum Beispiel Beutel herzustellen. In einigen Fällen kann die Versiegelungsfestigkeit einiger Hautpolymerzusammensetzungen zu niedrig sein, wenn die Folie mit sich selbst oder an andere Polymere versiegelt wird. Eine höhere Versiegelungsfestigkeit kann durch die Zugabe einer Versiegelungsschicht als die äußerste Schicht in der Folie oder durch Mischen eines Polymers, das die Versiegelungsfestigkeit verbessert, in die äußerste Schicht der Folie erhalten werden.
Experimenteller Abschnitt
I. BARRIEREEIGENSCHAFTEN
Die folgenden entwickelten analytischen Testverfahren helfen dabei, die Barriereeigenschaften der Polymerfolien für Sauerstoff, Wasserstoffsulfid (H₂S)-Gas, organische Sulfide und Indole zu quantifizieren. DEDS dient als Modell für eine organische Sulfidverbindung und 3-Methylindol fungiert als ein Modell für eine Indolverbindung. Wann immer es technisch möglich ist, findet das Testen der Durchlässigkeit unter Bedingungen hoher Feuchte und bei 40°C statt, um besser die Bedingungen simulieren zu können, die bei einem Stomabeutel während der Verwendung vorliegen (d. h. ähnlich zu einem Stomabeutel, der durch Körperwärme erwärmt wird und Feuchtigkeit ausgesetzt wird, die zwischen der menschlichen Haut und der Kleidung vorhanden ist).
Die Barriereeigenschaften der Folien gegenüber H₂O-Gas, DEDS und 3-Methylindol werden in den Begriffen der Durchbruchszeit (D. Z.) und/oder der Durchlässigkeitsrate (D. R.) ausgedrückt. Die Durchbruchszeit (D. Z.) oder die Zeitverzögerung ist proportional zu dem Quadrat der Dicke des Sperrharzes (siehe Polymer Permeability, Seiten 11–74, J. Comyn, Elsevier Applied Science Publishers (1985): D. Z. = T2/60 D,worin: D. Z. = Durchbruchzeit (h); T = Dicke der Folie (cm); und D = Diffusionskoeffizient des durchdringenden Mittels in das Harz ist (cm²/s).
Das gleiche Dokument lehrt, dass die Durchlässigkeitsrate (D. R.) zu der Dicke des Sperrharzes umgekehrt proportional ist: D. R. = P/T, worin P = Durchlässigkeit des Harzes und T = Dicke der Folie (cm) ist.
Die D. Z. steht für die kurzfristigen Barriereeigenschaften eines Produktes, d. h. bevor die durchgelassene Menge hoch genug ist, um den Geruchsschwellenwert des durchdringenden Mittels zu erreichen, wenn der Nachweis durch die menschliche Nase erfolgt. Die D. Z. kann abhängig von den Produkten im Bereich von Sekunden bis Monaten liegen. Die D. R. steht eher für die langfristigen Barriereeigenschaften eines Produkts.

Die Harze, die zur Herstellung der Folien verwendet wurden, die in den folgenden Beispielen beschrieben werden, werden in Tabelle 5 aufgelistet. Tabelle 5

Name des Harzes	Typ	Lieferant	Dichte	Schmelzindex (g/10 Min.)	Weiteres
AFFINITY* PL 1880	INSITE* Technology Polymer (ITP-1)	The Dow Chemical Co.	0,902	1,0¹	Homogenes Copolymer aus Ethylen und Alpha-Olefin mit niedriger Kristallinität
AFFINITY* KC 8852	Polymer (ITP-2) INSITE* Technology	The Dow Chemical Co.	0,875	3,0¹	Homogenes Copolymer aus Ethylen und Alpha-Olefin mit niedriger Kristallinität
AFFINITY* EG 8100	INSITE* Technology Polymer (ITP-3)	The Dow Chemical Co.	0,870	1,0¹	Homogenes Copolymer aus Ethylen und Alpha-Olefin mit niedriger Kristallinität
ATTANE* 4201	ULDPE-1	The Dow Chemical Co.	0,912	1,0¹	Copolymer aus Ethylen und Octen
ATTANE* 4202	ULDPE-2	The Dow Chemical Co.	0,913	3,2¹	Copolymer aus Ethylen und Octen
ATTANE* 4203	ULDPE-3	The Dow Chemical Co.	0,905	0,8¹	Copolymer aus Ethylen und Octen
AFFINITY* PF 1140	ITP-4	The Dow Chemical Co.	0,896	1,6¹	Homogenes Copolymer aus Ethylen und Alpha-Olefin mit niedriger Kristallinität
CN 4420	Gleit- und Antiblockier-Vormischung (ADD-1)	Southwest Chemical	-	-	4% Erucylamid + 4% Stearamid + 20% Siliciumdioxid in EVA-Träger
REXFLEX^® FPO WL101	Polypropylenhomo-polymer (PP)	Huntsman	0,88	14⁸	PP mit niedriger Kristallinität und niedrigem Modul (Schmelzwärme ~25 J/g)
REXFLEX^® FPO WL201	Polypropylen-Copolymer (PCP-1)	Huntsman	0,88	2,8⁸	PP mit niedriger Kristallinität und niedrigem Modul (Schmelzwärme ~20 J/g)
REXFLEX^® FPO WL210	Polypropylen-Copolymer (PCP-2)	Huntsman	0,88	6⁸	PP mit niedriger Kristallinität und g niedrigem Modul (Schmelzwärme ~20 J/g)
REXFLEX^® FPO WL203	Polypropylen-Copolymer (PCP-3)	Huntsman	0,88	19⁸	PP mit niedriger Kristallinität und niedrigem Modul (Schmelzwärme ~20 J/g)
VISTAFLEX^® 671N	Nicht vernetztes Poly-Propylen-Ethylen-Propy-len-Dien-Monomer (PP-EPDM)	Advanced Elastomer Systems	0,91	-	-
GRIVORY^® G21	Amorphes Copolyamid (co-PA-1)	EMS Chemie A. G.	1,18	-	Tg = 125°C
GRILON^® F34	Polyamid 6 (PA6)	EMS Chemie A. G.	1,14	-
EVAL EP E105	Ethylenvinylalkohol (EVOH)	Kuraray	1,19	5,5	44 Mol.-% Ethylen
GRILON^® BM FE 4581	Copolyamid (co-PA-2)	EMS Chemie A. G.	1,20	-	Tg = 96°C
GRILON^® CR9	Polyamid 6-12 (PA 6-12)	EMS Chemie A. G.	1,10	-	Schmelzpunkt = 200°C
STYRON 637	GPPS-1	The Dow Chemical Co.	1,05	2,5²
STYRON* 686	GPPS-2	The Dow Chemical Co.	1,05	2,5⁵
STYRON 665	GPPS-3	The Dow Chemical Co.	1,05	1,5²
STYRON* 5192	Hoch schlagzähes Polystyrol (HIPS-1)	The Dow Chemical Co.	1,05	4,5²	8,5% Gummi
STYRON 492U	HIPS-2	The Dow Chemical Co.	1,05	3,0²	7,2% Gummi
PET	Eiaxial orientierte Folie aus Polyethylenterephthalat, Wärmeklasse B (130°C) Mittlere Trübung H (PET)	MICEL, France	-	-	12 Mikron dicke Monoschichtfolie
B-100	Amorphes thermoplastisches Copolyesterharz (APE-1)	Mitsui Chemicals Europe GmbH	1,35		Tg von 62°C
EASTAR^® 6763	PET-G	Eastman Chemical	1,27	inhärente Viskosität = 0,75	1,4-Benzoldicarbonsäuredimethylester, Polymer mit 1,4 Cyclohexandimethanol und 1,2-Ethandiol. Amorpher Polyester
FINACLEAR^® 520	SBS Blockcopolymer (SBS)	Fina	1,01	7,5²	~70 Gew.-% Styrol
V920	PMMA	Atohaas	1,18	8³
HFI-7	schlazähigkeitmodifiziertes Polymethylmethacrylat (PMMA-IM)	Atohaas	1,17	11³
CALIBRE 0201-20	PC-1	The Dow Chemical Co.	-	20⁴
CALIBRE 200	PC-2	The Dow Chemical Co.	-	20⁴
CALIBRE 201-22	PC-3	The Dow Chemical Co.	-	22⁴
CALIBRE IM 401.11	schlazähigkeitmodifiziertes Polycarbonat (PC-IM-1)	The Dow Chemical Co.	-	11⁴
PULSE* 830	PC-ABS-Terpolymerlegierung	The Dow Chemical Co.	-	2,53
K-RESIN KR01	SB	Philipps Petroleum Chemicals	1,01	8,0²
INDEX* DS 201.00	ESI	The Dow Chemical Co.	-	1,0¹	69 Gew.-% Styrol
TYRIL* 790	SAN-1	The Dow Chemical Co.	-	9,0³	29 Gew.-% Acrylnitril
TYRIL* 100	SAN-2	The Dow Chemical Co.	-	8,0³	25% Acrylnitril
MAGNUM* 340	ABS	The Dow Chemical Co.	-	2,8³	25% Acrylnitril, 12% Gummi
ELVAX^® 3165	EVA-Copolymer (EVA-1)	DuPont	0,94	0,7	18 Gew.-% V. A.
ELVAX^® 3174	EVA-Copolymer (EVA-2)	DuPont	0,94	8¹	18 Gew.-% V. A.
ELVAX^® 3190	EVA-Copolymer (EVA-3)	DuPont	0,94	¹	25 Gew.-% V. A.
ESCORENE^® 740.16	EVA-Copolymer (EVA-4)	EXXON	-	5,5¹	24,5% Gew.-% V. A.
BYNEL^® 21E533	MAH-g-EVA-Copolymer (MAH-g-EVA-1)	DuPont	-	7,7¹	Haftmittelharz
BYNEL^® 3860	MAH-g-EVA-2	DuPont	-	5,7¹	Haftmittelharz
VECTOR^® 4411	SIS-1	Dexco		40²	44% Styrol
VECTOR^® 4211	SIS-2	Dexco		13²	30% Styrol
LOTRYL^® 24 MA 005	EMA	Atochem		0,5¹	24 Gew.-% M. A.
OREVAC^® 18613	MAH-g-EMA	Atochem		3,5¹	~28% Maleinsäureanhydrid
LOTADER^® GMA AX 8900	Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat (EMAGMA)	Atochem	-	6¹
LDPE 320	LDPE-1	The Dow Chemical Co.	0,924	1,75¹
LDPE 501	LDPE-2	The Dow Chemical	0,922	1,9¹
SARAN 469	PVDC	The Dow Chemical Co.	-	-	80/20 Gew.-% VDC-Vinylchlorid-Copolymer
ADMER^® NF 530	MAH-g-PE	Mitsui & Co.	-	4,0	Haftmittelharz
KRATON^® FG 1901 X	MAH-g-SEES	Shell Chemicals	0,91	21,0⁵	28 Gew.-% Styrol, 2 Gew.-% Maleinsäureanhydrid
CPE/EVA-Blend	Bend aus 60% chloriertem Polyethylen (36 Gew.-% Chlor, 2% Restkristallinität) und 40% EVA (15 Gew.-% Vinylacetat, Schmelzindex von 2,5 @ 190/2.16)				-
EVA	EVA	-	-	0,5 bis 5,0	15 bis 25 Gew.-% Vinylacetat
HDPE	Jede Art von HDPE in Folienqualität	-	0,955 bis 0,965	0,2 bis 8,0¹	-
EEA	Ethylen-Ethylacrylat	-	-	0,5 bis 5¹	15 bis 25 Gew.-% Ethylacrylat
EMA	Ethylenmethylacrylat	-	-	0,5 bis 5	15 bis 25 Gew.-% Methylacrylat
XU73109.01	PC-4	The Dow Chemical Company	-	12,5⁵	-
XU 73114.03	PC-IM-2	The Dow Chemical Company	-	8,5⁴	-
LDPE	Jede Art von LDPE in Folienqualität	-	0,917 bis 0,925	0,5 bis 8,0¹	-
EEA	Ethylen-Acrylsäure-Copolymer	The Dow Chemical Company	-	1,0 bis 15,0	5 bis 10 Gew.-% Acrylsäure
CN 706	Gleitadditivkonzentrat (ADD-2)	-	-		10% Stearamid in EVA-Harz
100371	Antiblockierkonzentrat (ADD-3)	-	-		20% Siliciumdioxid in Polyolefin
100501	Gleit- und Antiblockier-Konzentrat (ADD-4)	-	-		15% Siliciumdioxid + 5% Erucamid in Polyolefin

*Markenname von The Dow Chemical Company
1 – Wie durch ASTM D-1238 bei 190°C/2,16 kg bestimmt
2 – Wie durch ASTM D-1238 bei 200°C/5 kg bestimmt
3 – Wie durch ASTM D-1238 bei 230°C/3,8 kg bestimmt
4 – Wie durch ASTM D-1238 bei 300°C/1,2 kg bestimmt
5 – Wie durch ASTM D-1238 bei 250°C/1,2 kg bestimmt
6 – Wie durch ASTM D-1238 bei 230°C/5 kg bestimmt
7 – Wie durch ASTM D-1238 bei 224°C/1,2 kg bestimmt
8 – Wie durch ASTM D-1238 bei 230°C/2,16 kg bestimmt

Test 1
BESTIMMUNG DER DURCHBRUCHSZEIT FÜR GERÜCHE VON POLYMERFOLIEN FÜR 3-METHYLINDOL
Das Verfahren zur Bestimmung der Durchbruchszeit von 3-Methylindol ist ein Geruchsverfahren, das ähnlich zu dem Geruchsdurchlässigkeitstest für Colostomabeutelmaterial ist, der im Anhang G des British Standard BS 7127, Teil 101 (1991) beschrieben wird.
Vorbemerkungen:
3-Methylindol (Skatol) hat eine sehr niedrige Konzentration für den Geruchsschwellenwert. Es werden in der Literatur Werte von 0,02 ppm bis runter zu 0,0003 ppb für die Nachweisgrenze des Geruchsschwellenwertes in der Luft berichtet. Der Test muss mit einer Testgruppe von mindestens 3 Personen durchgeführt werden, wobei 5 Tester ideal sind.
Zielsetzung und Prinzip:
Es ist die Aufgabe dieses Testverfahrens, die Durchbruchszeit von 3-Methylindol durch Polymerfolien zu bestimmen. Eine Polymerfolie wird zu einem kleinen Beutel geformt, mit 3-Methylindollösung gefüllt und versiegelt. Wasser und der versiegelte Polymerbeutel werden in eine Glasflasche platziert und die Flasche geschlossen. Die Flasche wird in verschiedenen Zeitintervallen geöffnet und eine Testgruppe riecht daran und vergleicht mit einer Vergleichsprobe. Die Durchbruchszeit wird als die Zeit definiert, zu der die mittlere Anzahl der Testpersonen den Geruch von 3-Methylindol in der Testflasche nachweist.
Zubehör

*Versiegelungszubehör, z. B. eine Haushaltsheißversiegelungsvorrichtung für Gefrierbeutel
*automatische Pipette mit 1 cm³
*eine 1 Liter Flasche mit großer Öffnung mit Glasstopfen (46/60 mm)
*klare Glaskügelchen, Durchmesser von ungefähr 10 mm
*Destilliertes oder deionisiertes Wasser
*Laborofen, der auf 40°C ± 1°C eingestellt ist.

A. Herstellung der Testlösung mit 3-Methylindol
3-Methylindol ist in Wasser fast unlöslich (0,005 Gew.-% bei 20°C). Stelle die Lösung mit 3-Methylindol für den Test durch das Auflösen von 0,25 Gramm (g) 3-Methylindol als Kristalle in 10 Millilitern (ml) Ethanol und dann die Zugabe von 100 ml destilliertem Wasser her. Die resultierende Lösung hat eine Konzentration von 2,27 Gramm pro Liter (g/l) 3-Methylindol.
B. Testverfahren

1. Schneide ein Stück der Polymerfolie in den Dimensionen von ungefähr 220 mm × 120 mm aus, falte es entlang der Längsseite und versiegele beide Seiten, um einen Beutel herzustellen.
2. Fülle den Beutel vorsichtig mit 1 ml der Lösung mit 3-Methylindol unter Verwendung der Pipette und stelle sicher, dass keine Lösung mit 3-Methylindol auf die Versiegelungsfläche oder auf die Außenseite der Folie tropft. Versiegele den Beutel. Die Dimensionen des fertigen Beutels innerhalb der versiegelten Fläche sind 100 mm × 100 mm.
3. Stelle ungefähr 1 Stunde vor dem Test einen Beutel aus einer Folie mit einer sehr niedrigen Barriere für 3-Methylindol (z. B. mit einer 15 μm bis 40 μm dicken LDPE- oder HDPE-Folie) unter Verwendung der oben genannten Prozeduren 1 und 2 her. Fülle den Beutel mit 1 ml einer Lösung mit 3-Methylindol. Dieser Beutel soll als Vergleichswert bei der Geruchsbewertung von 5 verwendet werden.
4. Stelle einen Beutel aus der zu untersuchenden Folie oder mit einer Folie ohne erkennbaren Eigengeruch (z. B. Polyethylen) her und fülle mit 1 ml einer Mischung aus Wasser und Ethanol (10/1-Lösung). Dieser Beutel soll als Vergleichswert bei der Geruchsbewertung von 1 verwendet werden.
5. Fülle die Glasflaschen mit 2 Schichten der Glaskügelchen. Gib etwas Wasser hinzu, aber tauche die Glaskügelchen nicht unter.
6. Platziere einen versiegelten Beutel in jede der Glasflaschen. Gebe etwas Schmierfett auf den Glasstopfen, schließe die Flaschen und platziere diese in einen Ofen bei 40°C.
7. Nimm die Flaschen in definierten Abständen aus dem Ofen und lass die einzelnen Mitglieder der Testgruppe den Geruch in jeder Flasche untersuchen. Gib dem Geruch relative Bewertungswerte von 1 bis 5, wobei 1 kein Geruch oder ein neutraler/Polymergeruch ist (Vergleichsfolie mit Wasser), wobei 2 ein sehr geringer aber nachweisbarer Geruch von 3-Methylindol ist und 5 sehr geruchsintensiv ist (Vergleichsfolie mit der 3-Methylindollösung). Der Zeitabstand hängt von der Durchbruchszeit der Folie ab, z. B. 1 bis 4 Stunden für kurze Zeiten und bis zu 1 bis 4 Tagen für lange Zeiten. Berechne die mittlere Geruchsbewertung der Folie.
8. Führe den Test fort, bis die mittlere Geruchsbewertung der Folie wenigstens 2 ist.
9. Zeichne für jede Folie die Geruchsbewertung (arithmetisches Mittel aller Testpersonen) gegen die Zeit auf. Die Durchbruchszeit wird als die Zeit definiert, die erforderlich ist, damit eine mittlere Geruchsbewertung 2 erreicht. Dieser Wert wird durch lineare Interpolation bestimmt.

Es kann mehr als eine Probe zum gleichen Zeitpunkt untersucht werden, aber es wird nicht empfohlen, zu einem Zeitpunkt über 6 oder 7 zu gehen. Alle Tester können die gleichen Flaschen riechen, man muss aber darauf achten, diese eine möglichst kurze Zeit offen zu lassen. Die gleichen Flaschen können auch für die verschiedenen Testzeiten verwendet werden. Es ist wichtig, die verschiedenen Flaschen in der Reihenfolge sich erhöhender Geruchsbewertungen zu riechen. Das Riechen einer sehr geruchsintensiven Flasche (wie derjenigen mit der als 5 bewerteten Folie) zu Beginn einer Serie tendiert dazu, den Geruchssinn zu betäuben/zu sättigen und kann zu niedrigeren Geruchsbewertungen führen. Die Flasche mit dem Geruchsbezugswert 5 darf nur an dem Ende einer Serie und zuletzt gerochen werden. Die Geruchsbewertung ist das arithmetische Mittel der Bewertungen der verschiedenen Tester. Wenn Bereichswerte von mehr als 2 in den Einzeldaten zu finden sind, achte auf einen Ausreißer und entferne ihn aus der Berechnung, wann immer dies möglich ist.
Test 2
SAUERSTOFFDURCHLÄSSIGKEIT VON POLYMERFOLIEN
Miss die Sauerstoffdurchlässigkeit der Folien unter Verwendung einer Messvorrichtung für die Sauerstoffdurchlässigkeit OX-TRAN 10–50, die von Modern Controls Inc. (Minneapolis, MN, USA) verfügbar ist, unter Verwendung des Testverfahrens ASTM 3985-81 bei 23°C und 65–70% relativer Feuchte.

Tabelle 6 zeigt die Durchlässigkeit für Sauerstoff und die Durchbruchszeiten für 3-Methylindol für eine Reihe von Polymerfolien. Die Folien in den Vergleichsbeispielen (Vgl. Bsp.) mit den Zeichen A–F werden derzeit in Anwendungen für Stomabeutel verwendet. Diejenigen von Vgl. Bsp. A bis D haben eine chlorierte Sperrschicht (PVDC) und solche von Vgl. Bsp. E & F haben eine Sperrschicht, die aus einem amorphen Copolyamid gebildet wird. Vgl. Bsp. M ist eine einfache Folie aus Polyethylen (PE) und hat die kürzeste Durchbruchzeit für 3-Methylindol von allen Beispielen, da PE sehr geringe Barriereeigenschaften für 3-Methylindol hat. Diese Folie wurde als der Geruchsvergleichswert 5 in dem Testverfahren für die Durchbruchszeit für 3-Methylindol verwendet. Die anderen Beispiele haben bedingt durch das Vorhandensein einer „Sperrschicht" in deren Struktur längere Durchbruchszeiten. Die zur Herstellung dieser Folien verwendeten Harze sind in Tabelle 5 aufgelistet. Tabelle 6

Bsp. oder Vgl.-Bsp.	Beschreibung der Folie	Sperrschicht	Dicke der Sperrschicht (μm)	Gesamte Dicke der Folie (μm)	Sauerstoffdurchlässigkeit (cm³/m²-Tag-atm)	D. Z. für 3-Methylindol (h)
A	LDPE/EVA/PVDC/EVA/LDPE	PVDC	5,5¹	70	13	7
B	LDPE/EVA/PVDC/EVA/LDPE	PVDC	10,1²	75	4,5	24
C	CPE/EVA/PVDC/EVA	PVDC	9,1³	100	6	65
D	CPE/EVA/PVDC/EVA	PVDC	10	70	7,5	50
E	EVA/MAH-g-EVA-2/co-PA-1/MAH-g EVA-2/EVA	amorphes Co-PA	6,2⁴	70	42	20
F	EVA/MAH-g-EVA-2/co-PA-1/MAH-g-EVA-2/EVA	amorphes Co-PA	10,2⁵	70	30	> 50
G	EVA/MAH-g-PE/EVOH/MAH-g-PE/EVA	EVOH	7	60	14	1/4,5⁶
H	LDPE/5 μm Haftmittel/PA6	PA6	18	70	41	< 2
I	50 μm LDPE/10 μm Haftmittel/PA6-12	PA6-12	25	85	76	< 2
J	LDPE-1/MAH-g-EVA-2/-co-PA-2 4581/MAH-g-EVA-2/LDPE-1	Co-PA	5,2	93	6,9	3
1*	LDPE-10/EVA/50:50 GPPS-1 und HIPS-1/EVA/LDPE-1	50/50 Blend aus GPPS und HIPS	10	100	1625	85
2*	LDPE/MAH-g-EVA-2/SAN-2/MAH-g-EVA-2/LDPE	SAN	35	85	1360	200
3	LDPE/MAH-g-EVA-2/PMMA-2/-MAH-g-EVA-2/LDPE	PMMA	35	85	138	390
4*	50:50 GPPS-2 und HIPS-2⁷	50/50 Blend aus GPPS/-HIPS	19	19	> 2000	> 1490
K	LDPE beschichtet mit 10 μm kationischem Epoxylack⁸	Kationisches Epoxyharz	10	100	44	1
L	Coextrudierte Folie mit EAA-Häuten und 4,5 μm Polyhydroxyaminoetherharz	Polyhydroxyaminoether	4,5	24	72	< 1
M	HDPE (Vergleichsfolie mit Geruchsbewertung = 5)		-	15	> 2000	> 0,3
5*	PETG⁹	PET-G	18	18	390	> 388
6*	LDPE/EVA/ABS/EVA/LDPE	ABS	6	75	2260	–85
7	LPDE/EVA/75:25 PET-G und SBS/EVA/LDPE¹⁰	75:25 Blend aus PET-G und SBS	7,3¹¹	80	712	160
8	LDPE 501/MAH-g-EVA-2/V920/MAH-g-EVA-2/LDPE	PMMA	5	75	665	> 175
9	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PMMA-IM/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	schlagzähigkeit-modifiziertes PMMA	10	75	607	175
10*	LDPE-2/EEA/PC/EEA/LDPE-2¹²	PC¹³	9,0¹⁴	75	1740	> 147
11*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PC-IM-2/MAH-g-EVA-2/LDPE-2¹⁵	schlagzähigkeit-modifiziertes PC	5,7¹⁶	75	2375	–270
12*	LDPE-2/EEA/PC-ABS/EEA/LDPE-2	PC/ABS-Legierung	3,0	75	4390	185
13	LDPE-2/EVA/70:30 PET-G und SB/EVA/LDPE-2	70:30 Blend aus PET-G und SB	10	75	962	> 147
N	PET¹⁷	PET	13	13	141	175
14*	LDPE-2/EVA/70:30 GPPS-3 und SB/EVA/LDPE-2	70:30 Blend aus GPPS und SB	10	75	3865	4
15*	LDPE-2/EMA/PC-1/EMA/LDPE-2¹⁸	PC	7,4	75	1995	–315
16	LDPE-2/EVA/85:15 PET-G und SB/EVA/LDPE-2¹⁹	85:15 Blend aus PET-G und SB	⁴ ^, ⁵²⁰	75	1070	> 147

* neue Verwendung als Barriere gegen Geruch von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden
1 – stellt einen Mittelwert zwischen 4,0 μm und 7,1 μm dar
2 – stellt einen Mittelwert zwischen 10,0 μm und 10,2 μm dar
3 – stellt einen Mittelwert zwischen 9,7 μm, 8,0 μm und 9,6 μm dar
4 – stellt einen Mittelwert zwischen 6,0 μm und 6,4 μm dar
5 – stellt einen Mittelwert zwischen 10,0 μm und 10,4 μm dar
6 – der zweite Wert ist ohne Wasser in der Glasflasche, um eine trockene Umgebung zu simulieren
7 – biaxial orientierte Polystyrolfolie
8 – der kationische Epoxylack ist GQ26290F von der BASF
9 – Gussfolie
10 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 29 in Tabelle 7 verwendet wird
11 – stellt einen Mittelwert zwischen 6,0 μm und 8,6 μm dar
12 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 36 in Tabelle 7 verwendet wird
13 – Schmelzflussgeschwindigkeit 80 von The Dow Chemical Co.
14 – stellt einen Mittelwert zwischen 7,9 mm und 10,0 mm dar
15 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 39 in Tabelle 7 verwendet wird
16 – stellt einen Mittelwert zwischen 5,6 μm und 5,8 μm dar
17 – biaxial orientierte Monoschicht aus Polyethylenterephthalat (PET) mit der gleichen Folienstruktur wie sie in dem Vergleichsbeispiel N in Tabelle 8 verwendet wird
18 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 35 in Tabelle 8 verwendet wird
19 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 30 in Tabelle 8 verwendet wird
20 – stellt einen Mittelwert zwischen 4,3 μm und 4,6 μm dar

Die Daten in Tabelle 6 zeigen, dass die Folien, die derzeit in Stomabeutelanwendungen verwendet werden (Vgl. Bsp. A–F) Durchbruchszeiten für 3-Methylindol von mindestens 7 h aufweisen. Die coextrudierte EVOH-Folie des Vgl. Bsp. G, die für eine Stomaanwendung vorgeschlagen wurde, hat eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von 1 h, was sie für Stomaanwendungen trotz ihrer Sauerstoffdurchlässigkeit, die mit der der Folien der Vgl. Bsp. A–F vergleichbar ist, ungeeignet macht.
Die Folien der Vgl. Bsp. H, I, J, K und L zeigen eine geringe Durchlässigkeit für Sauerstoff, aber die Durchbruchzeiten für 3-Methylindol sind maximal 3 h. Die Folien der Bsp. 2, 4, 5, 6, 15 und 16 zeigen eine hohe Durchlässigkeit für Sauerstoff, aber die Durchbruchszeiten für 3-Methylindol sind mindestens 85 h. Daher zeigen die Daten der Tabelle 6 eindeutig, dass kein Verhältnis zwischen der Durchlässigkeit einer Polymerfolie für Sauerstoff und den Durchbruchszeiten für 3-Methylindol besteht. Die Polymere, die im Wesentlichen bei der Testtemperatur glasartig sind (d. h. PET-G, PET-G/SB- und PET-G/SBS-Blends, PMMA, schlagzähigkeitmodifiziertes PMMA, PS/HIPS-Blends, SAN, PC, schlagzähigkeitmodifiziertes PC, PC/ABS-Legierung, ABS und SAN) stellen überraschenderweise die besten Barriereeigenschaften für 3-Methylindol zur Verfügung.
Test 3
BARRIEREEIGENSCHAFTEN FÜR ORGANISCHES SULFID (DEDS)
Das Verfahren zur Bestimmung der Durchbruchszeit für DEDS verwendet eine Durchlässigkeitszelle und einen Massenspektrometriedetektor. Verwende ein System, das aus einer Durchlässigkeitszelle, einer Durchflusshohlfasermembran und einem massenselektiven Detektor (MSD) besteht, zur Messung von Geruchsdurchlässigkeitsraten für DEDS von Polymerfolien.
Geräte
Die Durchlässigkeitszelle besteht aus zwei Edelstahlscheiben mit jeweils einer Aussparung an einer Seite. Es ist auf der Oberfläche der Scheibe auch eine Absetzfläche für einen Dichtungsring. Die Dichtungsringe sind Teile aus Perfluorelastomer KALREZ^® (DuPont Dow Elastomers L. L. C.). Eine Polymerfolie, die zwischen die zwei Scheiben geklemmt wird, definiert die oben und unten gelegenen Hohlräume. Der oben gelegene Hohlraum enthält das Permeationsmittel. Helium wird durch den unteren Hohlraum und zu dem Detektor geschleust. Die Fließgeschwindigkeit des Heliums beträgt ungefähr 4 ml/min. Die exponierte Oberfläche der Folie beträgt 7,3 cm² und das Volumen von jedem Hohlraum ist ungefähr 4 ml. Die zwei Seiten der Zelle werden unter Verwendung von Platten mit Auflagern zur Zentrierung der zwei Hälften der Zelle zusammen geklammert. Es werden vier Schrauben festgezogen, um eine Abdichtung zwischen den Dichtungsringen und der Testfolie sicherzustellen.
Verwende eine Durchflusshohlfasermembran aus Silicon zur Konzentrierung des Permeationsmittels bedingt durch die Selektivität der Membran. Platziere die Durchlässigkeitszelle und die Hohlfasermembran in einen Gaschromatographen (GC) der HP5890 Serie II, der bei 40°C für den Durchlässigkeitstest gehalten wird. Schließe die Hohlfaser an die Übertragungsleitung für den massenselektiven Detektor (MSD) an. Die Bedingungen für den MSD werden unten aufgelistet: Gerät: Hewlett Packard 5971A MSD

Geringe Masse: 50

EMV-Offset: 0

Schwellenwert: 250

Einstellung: ATUNE

große Masse: 200

Spannung: 2235

Modus: Scan
Experimentelles Verfahren
Lade die zu untersuchende Folie auf die untere Hälfte der Zelle. Schütze die Testfolie vor der Lösung des Permeationsmittels durch Abdecken der Testfolie mit einem Stück LDPE-Folie (ungefähr 25 μm dick). Platziere die obere Hälfte der Zelle auf die LDPE-Folie und schraube die Zelle zusammen. Platziere die Zelle in den GC mit einem Heliumfluss durch die untere Hälfte der Zelle zu der Hohlfasermembran.
Die Lösung des Permeationsmittels, das für diese Experimente verwendet wird, ist 1 ml DEDS/10 ml Ethanol (EtOH) (ungefähr 9 Gew.-% DEDS). Platziere eine Probe von 3 ml der Lösung in die obere Hälfte der Zelle. Das Sammeln der Daten beginnt, sobald die Lösung mit der Folie in Kontakt steht. Führe die Experimente durch, bis eine Gleichgewichtsdurchlässigkeit erreicht wird oder für eine Dauer von 24 Stunden. Die Durchbruchszeit wird als die Zeit definiert, bei der das Nachweissignal für die Ionenmasse 122 eine Häufigkeit von 6.000 Zählern erreicht.
Die Wirkung der LDPE-Folie auf die Durchlässigkeitskinetiken der Testfolie ist vernachlässigbar. Die Durchbruchszeit der Polyethylenfolie, die als 5 min bestimmt wurde, ist im Vergleich zu den Durchbruchzeiten der Testfolien ein unbedeutender Zeitraum. Die LDPE-Folie schützt die Testfolie vor dem EtOH. Wenn die Hautschichten der Folie in ihrer Natur polar sind, wie bei EVA, dann kann das EtOH die Hautschichten aufweichen und die Festigkeit der Folie als Ganzes beeinflussen.
Das Ion bei m/z = 122 ist für DEDS charakteristisch. Wähle dieses Ion, weil es eine der höchsten relativen Häufigkeiten der Fragmentionen in dem Massenspektrum für DEDS hat. Auch hat es ein genügend hohes Molekulargewicht, so dass es eine minimale Störung von anderen Spezies gibt, die in dem System vorhanden sind.
Die Häufigkeit ist eine relative Zahl, weil die Einheiten willkürlich sind und von dem System abhängen. Kalibriere das System unter Verwendung des Kalibrie rungsgases, das in dem Massenspektrometer als das Gas zum Einstellen vorhanden ist. Stell das System vor dem Lauf der Proben ein und stell es bei Bedarf erneut ein.

Tabelle 7 zeigt die Durchbruchszeit für DEDS und den Gleichgewichtszustand relativ zu der Durchlässigkeitsrate einer Serie von Polymerfolien. Diese Folien enthalten verschiedene Polymerharze als die Sperrschicht. Die Folien der Vergl. Bsp. A, B, C, E, F, O werden derzeit in Stomaanwendungen eingesetzt. Diejenigen der Vergl. Bsp. A bis C & O haben eine chlorierte Sperrschicht (PVDC) und diejenigen der Vergl. Bsp. E & F haben eine Sperrschicht, die aus einem amorphen Copolyamid hergestellt wird. Die Harze, die zur Herstellung dieser Folien verwendet werden, werden in Tabelle 5 aufgelistet. Tabelle 7

Vergl. Bsp. /Bsp. Nr.	Folienstruktur	Sperrschicht	Dicke der Sperrschicht (Mikron)	D. Z. für DEDS (min)	Relative Durchlässigkeitsrate für DEDS (relative Einheit)
A	LDPE/EVA/PVDC/EVA/LDPE	PVDC	5,5¹	71	450
B	LDPE/EVA/PVDC/EVA/LDPE	PVCD	10,1²	136	200
C	CPE/EVA/PVDC/EVA	PVCD	9,1³	139	> 350
O	LDPE/EVA/PVDC/EVA/LDPE	PVDC	4,8	47	500
E	EVA/MAH-g-EVA-2/GRIVORY8 G21/MAH-g-EVA-2/EVA	Amorphes Co-PA	6,2⁴	226	120
F	EVA/MAH-g-EVA-2/co-PA-1/MAH-g-EVA-2/EVA	Amorphes Co-PA	10,2⁵	190	250
M	LDPE	Vergleichsprobe (Wertung 5)	25	5	6.000.000
17*	LDPE-1/EVA/70:30 Blend aus GPPS-1 und ESI/EVA/LDPE-1	70:30 Blend aus GPPS und ESI	4,6	129	1000
18*	LDPE-1/EVA/70:30 Blend aus GPPS-3 und ESI/EVA/LDPE-1	70:30 Blend aus GPPS und ESI	8,4	193	> 600
P	LDPE-2/EVA/70:30 Blend aus GPPS-3 und SIS-1/EVA/LDPE-2	70:30 Blend aus GPPS und SIS	5,6	8	> 4500
19*	LDPE-2/EVA/70:30 Blend aus GPPS-3 und SB/EVA/LDPE-2-	70:30 Blend aus GPPS und SB	12,2	30	1400
20*	LDPE-2/EVA/70:30 Blend aus SAN-1 und ESI/EVA/LDPE-2	70:30 Blend aus SAN und ESI	8,1	116	–350
21*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/SAN-2/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	SAN	10,2⁷	142	700
22*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/SAN-2/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	SAN	11,2	125	450
23	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PMMA/MAH-g-EVA-2/LDPE-2⁸	PMMA	11,4	82	350
24	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PMMA/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PMMA-IM	8,9	77	500
25*	LDPE-1/EVA/ABS/EVA/LDPE-1	ABS	7,1	112	500
26*	LDPE-1/EVA/ABS/EVA/LDPE-1	ABS	16,5	169	450
27*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PET-G/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET-G	8,1	166	65
28*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PET-G/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET-G	10,4	187	80
29	LDPE/EVA/75:25 Blend aus PET-G und SBS/EVA/LDPE⁹	75:25 Blend aus PET-G und SBS	7,3¹⁰	70	250
30	LDPE-2/EVA/85:15 Blend aus PET-G und SB/EVA/LDPE-2¹¹	85:15 Blend aus PET-G und SB	4,5¹²	92	85
31	LDPE-2/EVA/85:15 Blend aus PET-G und SB/EVA/LDPE-2	85:15 Blend aus PET-G und SB	9,4	119	-
32	LDPE-2/EVA/70:30 Blend aus PET-G und SB/EVA/LDPE-2	70:30 Blend aus PET-G und SB	8,1	115	> 90
33*	LDPE-2/EEA/PC-4/EEA/-LDPE-2	PC	4,8	800	> 45
34*	LDPE-2/EMA/PC-1/EMA/-LDPE-2	PC	5,8	1105	> 18
35*	LDPE-2/EMA/PC-1/EMA/LDPE-2¹³	PC	7,4	1315	-
36*	LDPE-2/EEA/PC/EEA/ LDPE-2¹⁴	PC¹⁵	9,0¹⁶	> 1440	-
37*	LDPE-2/MAH-g-EVA-1/PC-IM-1/MAH-g-EVA-1/LDPE-2	schlagzähigkeitmodifiziertes PC	4,6	615	> 400
38*	LDPE-2/EEA/PC-IM-2/EEA/LDPE-2	schlagzähigkeitmodifiziertes PC	7,9	916	> 55
39*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PC-IM-2/MAH-g-EVA-2/LDPE-2¹⁷	schlagzähigkeitmodifiziertes PC	5,7¹⁸⁷	455	150
40*	LDPE-2/EEA/PC-ABS/EEA-LDPE-2	PC-ABS-Legierung	15	1180	> 30
41*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PET-G/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET-G	9,2	188	72
42*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PET-G/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET	5,2	273	40
43*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PET-G/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET	7,4	312	33

* neue Verwendung als Barriere gegen Geruch menschlicher Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden
1 – stellt einen Mittelwert zwischen 4,0 μm und 7,1 μm dar
2 – stellt einen Mittelwert zwischen 10,0 μm und 10,2 μm dar
3 – stellt einen Mittelwert zwischen 9,7 μm, 8,0 μm und 9,6 μm dar
4 – stellt einen Mittelwert zwischen 6,0 μm und 6,4 μm dar
5 – stellt einen Mittelwert zwischen 10,0 μm und 10,4 μm dar
6 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 51 in Tabelle 8 verwendet wird
7 – stellt einen Mittelwert zwischen 9,4 μm und 11,0 μm dar
8 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 52 in Tabelle 8 verwendet wird
9 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 7 in Tabelle 6 verwendet wird
10 – stellt einen Mittelwert zwischen 6,0 μm und 8,6 μm dar
11 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 16 in Tabelle 6 verwendet wird
12 – stellt einen Mittelwert zwischen 4,3 μm und 4,6 μm dar
13 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 15 in Tabelle 6 verwendet wird
14 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 10 in Tabelle 6 verwendet wird
15 – Schmelzfliesgeschwindigkeit 80 von The Dow Chemical Co.
16 – stellt einen Mittelwert zwischen 7,9 μm und 10,0 μm dar
17 – gleiche Folienstruktur wie sie in Bsp. 11 in Tabelle 6 verwendet wird
18 – stellt einen Mittelwert zwischen 5,6 μm und 5,8 μm dar

Tabelle 7 zeigt, dass Folien, die derzeit in Stomaanwendungen verwendet werden (Vergl. Bsp. A, B, C, E, F, O) eine Durchbruchszeit für DEDS von ungefähr 47 Minuten oder mehr und eine relative Durchlässigkeitsrate für DEDS von 500 oder geringer aufweisen. Mit der Ausnahme der Folie von Vergl. Bsp. P, die eine Durchbruchszeit für DEDS von 8 min und eine D. R. für DEDS von > 4500 hat, haben die Folien der Bsp. 17–43 Durchbruchszeiten für DEDS und D. Rs. in dem gleichen Bereich oder besser als die Werte der Folien, die derzeit für Stomaan wendungen verwendet werden, und dass bei vergleichbaren Werten für die Dicke der Sperrschicht. Die Folie von Bsp. 19 (Blend aus GPPS und SB) hat eine Durchbruchszeit für DEDS von etwas weniger als 47 min und die Folien von Bsp. 17 und 18 (Blend aus PS und ESI) haben eine D. R. für DEDS von mehr als 500. Jedoch sollte eine leichte Erhöhung in der Dicke der Sperrschicht ausreichend sein, um diese Werte auf die Werte der Folien der Vergl. Bsp. A, B, C, E, F, O zu bringen.
Tabelle 7 zeigt zudem, dass viele amorphe Polymere oder Blends in der Lage sind, einen ähnlichen oder besseren Schutz gegen die Durchlässigkeit von DEDS und 3-Methylindol relativ zu traditionellen Sperrpolymeren bereitzustellen, wie solchen in den Vergl. Bsp. A, B, C, E, F, O. Die Folie von Vergl. Bsp. M, die eine reine Folie aus LDPE ist, zeigt, dass LDPE sehr geringe Barriereeigenschaften für DEDS hat und daher nicht zu den Barriereeigenschaften der anderen Beispiele beiträgt.
Test 4
BARRIEREEIGENSCHAFTEN FÜR WASSERSTOFFSULFIDGAS (H₂S)
Miss die Durchlässigkeit der Folien für H₂S-Gas bei 40°C unter Verwendung einer Durchlässigkeitszelle, die mit einem PDHID (Photodiodenheliumionisationsdetektor) verbunden ist, wie er unten beschrieben wird:
Platziere einen Teil einer Folie in eine Durchlässigkeitszelle. Steuere die Temperatur der Testzelle bei 40°C. Lass reines Heliumgas auf der einen Seite der Folie fließen, während eine Mischung aus 1 Gew.-% H₂S in Helium auf der anderen Seite der Folie fließt. Führe den Fluss des reinen Heliumgases durch einen PDHID-Detektor, der mit einem Datensammelsystem verbunden ist, das die Konzentration an H₂S in dem Gasstrom als eine Funktion der Zeit aufzeichnet. Bestimme die Durchbruchszeit für H₂S und die Durchlässigkeitsraten im Gleichgewichtszustand auf der Zeit-/Konzentrationskurve. Kalibriere das System mit einer Gasmischung mit bekannter Konzentration an H₂S.

Tabelle 8 zeigt die Durchbruchszeit für H₂S und die Durchlässigkeitsrate im Gleichgewichtszustand einer Serie von Polymerfolien. Diese Folien enthalten verschiedene Polymerharze als die Sperrschicht. Die Folie von Vergl. Bsp. C wird derzeit in Stomaanwendungen verwendet. Die für die Herstellung dieser Folien verwendeten Harze werden in Tabelle 5 aufgelistet. Tabelle 8

Vergl. Bsp./Bsp. Nr.	Folienstruktur	Sperrschicht	Dicke der Sperr-Schicht (μm)	D. Z. für H₂S (s)	Duchlässigkeitsrate für H₂S (cm³/Tag-m²)
C	CPE/EVA/PVDC/EVA	PVDC	9,1	450	3,55
44*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PC/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PC	6,0	68	192
45*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PET-G/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET-G	8,0	263	24,3
41*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PT-G²/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PET-G	9,2	155	34,0
46*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PC-IM-2³/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	schlagzähigkeitmodifiziertes PC	6,0	65	168
47*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2-PC-IM-1/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	schlagzähigkeitmodifiziertes PC	4,6	73	162
48*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/ABS/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	ABS	6,0	65	116
49*	LDPE-1/EVA/HIPS-1/EVA/LDPE-1	HIPS	10	53	162
21*	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/SAN-2/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	SAN	10,2	195	70
23	LDPE-2/MAH-g-EVA-2/PMMA/MAH-g-EVA-2/LDPE-2	PMMA	11,4	275	8,2
N	PET	PET	13	185	10,9

* Neue Verwendung als Barriere gegen Geruch menschlicher Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden
¹ stellt einen Mittelwert von 9,7 μm, 8,0 μm und 9,6 μm dar
² 5 Schichten aus PET-G getrennt durch eine Schicht eines Haftmittelharzes. Die Gesamtdicke dieser 5 Schichten aus PET-G wird in der Tabelle berichtet
³ stellt einen Mittelwert von 9,4 μm und 11,0 μm dar

Tabelle 8 zeigt, dass die Folien, die in Bsp. 41 und 45 mit einer Sperrschicht aus PET-G verwendet wurden, und die Folie, die in Bsp. 23 mit einer PMMA-Sperrschicht verwendet wurde, Durchbruchszeiten für H₂S und D. Rs. in der gleichen Größenordnung wie eine Folie haben, die derzeit für eine Stomaanwendung verwendet wird (Vergl. Bsp. C). Die Folie von Bsp. 21 hat eine Durchbruchszeit für H₂S von ungefähr der Hälfte der Folie, die in Vergl. Bsp. C gezeigt wird und 20 Mal deren D. R. Die Folie von Vergl. Bsp. N (PET) hat eine dreifach höhere D. R. und eine Durchbruchszeit für H₂S von ungefähr der Hälfte der Folie von Verg. Bsp. C.
PET ist ein halbkristalliner Polyester mit einem Schmelzpunkt von ungefähr 255°C und muss daher typischerweise bei einer Extrustionstemperatur von 270°C bis 290°C verarbeitet werden. PET-G (Bsp. 41 und 45) ist ein im Wesentlichen amorpher Polyester mit einer T_g von ungefähr 81°C und kann daher bei niedrigeren Extrusionstemperaturen von 190 bis 220°C verarbeitet werden. Dieser Bereich von Extrusionstemperaturen ist näher an den Temperaturen, die typischerweise zum Extrudieren von Polyolefinen und Elastomeren verwendet werden. Daher ist es sehr viel leichter, PET-G mit diesen Harzfamilien im Vergleich zu PET zu coextrudieren („Film Extrusion Manual", Kapitel 19G: Polyester, Seite 533, TAPPT Press 1992). PET-G hat auch einen niedrigeren Elastizitätsmodul und eine höhere Schlagzähigkeit als PET (Die Produktliteratur von Eastman Chemical, Ref. PPM-204 (Mai 1996)) listet folgende Werte auf: Biegemodul = 2.100 Megapascal (MPa) gegenüber 2.500 MPa; Izod-Schlagzähigkeit = 102 J/m vs. 51 J/m für PET-G-Copolyester vs PET-Homopolymer). Daher werden Folien mit geringer Steifigkeit (d. h. hoher Flexibilität) leichter mit PET-G als mit PET erreicht. Die in Bsp. 44 und 47–50 verwendeten Folien haben Durchbruchszeiten für H₂S, die 7 Mal kürzer sind und 33- bis 47-fach höhere D. Rs. als die der Folie von Vergl. Bsp. C.
Basierend auf diesen Daten wird angenommen, dass PET-G und PMMA eine gute Kombination von Geruchsbarriereeigenschaften für kleine Moleküle (z. B. H₂S, Moleküldurchmesser von 0,40 nm), größere Moleküle (z. B. DEDS, Moleküldurchmesser von 0,58 nm) und große Moleküle (z. B. 3-Methylindol, Moleküldurchmesser von 0,78 nm) aufweisen. Daher sind sie gut für Stomaanwendungen geeignet. Die anderen amorphen Polymere (d. h. PC, schlagzähigkeitmodifiziertes PC, ABS, SAN, PS und Blends) haben gute Barriereeigenschaften für Moleküle mit einem Moleküldurchmesser von ungefähr 0,58 nm oder mehr (DEDS und 1- oder 3-Methylindol), sind aber bedingt durch deren niedrigen Barriereeigenschaften für kleine Moleküle (z. B. H₂S) für Stomaanwendungen nicht gut geeignet.
Daher sind diese Polymere für Anwendungen nützlich, bei denen Barrieren nur für große Moleküle erforderlich sind (z. B. DEDS und 3-Methylindol), zum Beispiel bei der Verpackung von riechenden Chemikalien, in Anwendungen für Schutzbekleidung und in transdermalen Medikamentenverabreichungssystemen).
Test 5
1% SEKANTENMODUL UND SAUERSTOFFDURCHLÄSSIGKEIT VON PET-G-BLENDS

Wie es zuvor beschrieben wurde, kann das PET-G-Harz mit weicheren Polymeren gemischt werden, um dessen Weichheit und Beständigkeit gegen Brechen beim Biegen zu erhöhen. Verarbeite zum Beispiel das PET-G-Harz, das in Tabelle 5 aufgelistet wird, mit 25 Gew.-% eines weicheren Polymerharzes in einem Mischer ZSK-30. Lass die verarbeiteten Pellets bei 32 Gew.-% und 64 Gew.-% mit reinem PET-G-Harz raus und überführe sie zu einem Extruder 24 LID mit einem Durchmesser von 30 mm. Extrudiere Folien als Monoschichtguss mit einer Dicke von 30 μm und 60 μm durch einen 250 nm breiten Glaskopf. Miss den 1% Sekanten und die Sauerstoffdurchlässigkeit dieser Folien und berichte die Daten in Tabelle 9. Tabelle 9

Flexibles Harz	% flexibles Harz in der PET-G-Folie	Sauerstoffdurchlässigkeit (cm³/m²-Tag-atm für 10 μm Harz)	1% Modul (MPa) (Mittelwert von MD & TD)
SIS-2	0	698	1682
SIS-2	8	896	1442
SIS-2	16	1229	1316
MAH-G-EMA	0	698	1682
MAH-G-EMA	8	989	1328
MAH-G-EMA	16	1115	1061
EMAGMA	0	698	1682
EMAGMA	8	900	1411
EMAGMA	16	1162	1092
MAH-g-SEBS	0	698	1682
MAH-g-SEBS	8	1040	1405
MAH-g-SEBS	16	970	1390

Die Daten in Tabelle 9 zeigen, dass es möglich ist, den Modul eines PET-G-Harzes durch Mischen mit einem flexibleren Harz zu verringern. Dies ermöglicht die Herstellung einer weniger steifen Folie, wenn ein hoher Modul problematisch ist. Auf der anderen Seite hat das Blend eine Sauerstoffdurchlässigkeit, die größer als die des PET-G-Harzes ist. Obwohl die Sauerstoffdurchlässigkeit keine genaue Voraussage für die Durchlässigkeit der Folie für andere Gase und chemischen Verbindungen ist, wird angenommen, dass für den gleichen Polymertyp die relativen Variationen der Sauerstoffdurchlässigkeit zur Voraussage der relativen Variationen der Durchlässigkeit und der D. Z. für andere Gase und chemische Verbindungen nützlich sein können. Zum Beispiel enthalten die Folien von Bsp. 27 und 32 von Tabelle 7 eine Sperrschicht aus 8,1 μm reinem PET-G (Bsp. 27) und aus 8,1 μm eines Blends aus 70/30 Gew.-% PET-G/SB (Bsp. 32). Die Durchlässigkeiten dieser zwei Folien für Sauerstoff und DEDS werden in Tabelle 10 berichtet. Tabelle 10

Bsp.-Nr. Durchlässigkeit für Sauerstoff (cm³/m²-Tag-atm) bei 23°C D. Z. für DEDS (min) Relative Durchlässigkeitsrate f für DEDS (cm³/Tag m²)

27* 467 166 65

32* 675 115 > 90

* Neue Verwendung als Barriere gegen Gerüche menschlicher Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden

Die Sauerstoffdurchlässigkeit der Folie von Bsp. 32, die das PET-G-Blend enthält, ist 45% höher als die der Harzfolie aus reinem PET-G- von Bsp. 27. Die D. Z. für DEDS und die D. R. sind auch jeweils durch das Einmischen des SB-Harzes in das PET-G-Harz um ungefähr 45% und 40% verändert.
II. AKUSTISCHE EIGENSCHAFTEN
Wie es zuvor erwähnt wurde, ist es oft zusätzlich zu den Barriereeigenschaften wünschenswert, dass eine Polymerfolie keine Geräusche emittiert, wenn sie zerknittert wird. Zum Beispiel ist es bei Stoma- oder Inkontinenzanwendungen wünschenswert, dass der Stoma- oder Inkontinenzbeutel keine Geräusche emittiert. Jedoch emittieren die meisten Polymerfolien Geräusche, wenn sie zerknittert werden. In dem Fall von mehrschichtigen Sperrfolien, wenn Polymere mit hohen und niedrigen Steifigkeiten oder Modulen kombiniert werden, ist die mehrschichtige Folie wesentlich geräuschintensiver, wenn sie zerknittert wird, als dies Folien mit gleicher Dicke sind, die nur aus dem Polymer mit dem niedrigsten Modul hergestellt wurden.
Test 6
VERGLEICH VON GERÄUSCHENTWICKLUNG UND MODUL VON MEHRSCHICHTIGEN FOLIEN
Es wird in den folgenden Vergl. Bsp. Q bis W in den Tabellen 12 und 13, wobei die Zusammensetzung der Folien in Tabelle 11 beschrieben wird, gezeigt, dass wenn Polymere mit hohen und niedrigen Steifigkeiten oder Modulen in einer mehrschichtigen Folie kombiniert werden, die mehrschichtige Folie wesentlich geräuschvoller ist, wenn sie zerknittert wird, als dies Folien mit der gleichen Dicke sind, die nur aus dem Polymer mit dem niedrigsten Modul hergestellt wurden.

Coextrudiere fünfschichtige symmetrische Gussfolien der Schichtanordnung A/B/C/B/A mit LDPE- oder EVA-Außenhäuten und einer steifen Kernschicht aus PET-G, ABS, amorphem PA oder PC. Diese Folien haben zwei Haftschichten, die jeweils 7,5% der Gesamtdicke der Folie darstellen. Stelle auch einschichtige Gussfolien mit der gleichen Zusammensetzung wie die der Hautschichten und von vergleichbarer Dicke her. Tabelle 11 listet die Zusammensetzung dieser Folien auf. Alle Harze werden in Tabelle 5 beschrieben. Tabelle 1

Vergl. Bsp.	Hautschichten A	Haftschichten B	Kernschicht C	Dicke der Kernschicht μm	Gesamt-Dicke μm	Folienart
Q	LDPE-2	-	-	-	75	Monoschicht
R	LDPE-2	MAH-g-EVA-2	PET-G	7,5	78	5 Schichten
S	LDPE-2	MAH-g-EVA-2	ABS	7,5	78	5 Schichten
T	LDPE-2	MAH-g-EVA-2	Co-PA-1	6¹	76	5 Schichten
U	LDPE-2	EMA	PC-3	8	95	5 Schichten
V	EVA-4	-	-	-	72	Monoschicht
W	EVA-4	MAH-g-EVA-2	PET-G	6,5	90	5 Schichten

¹ in dieser Folie ist die Sperrschicht in 5 alternierende Schichten „Sperren/Haften" aufgeteilt. Es wird die Summe dieser Sperrschichten berichtet.

Es gibt einen großen Unterschied in dem Modul (Steifigkeit) zwischen den Haut- und den Kernharzen dieser Folien, wie es in Tabelle 12 gezeigt wird.
BESTIMMUNG DES SPEICHERMODULS (G') UND DES TANGENS DELTA DURCH DYNAMISCHE MECHANISCHE SPEKTROSKOPIE (D. M. S.)
Bestimme den G' der Folien in Tabelle 12 wie folgt:
Mache dynamische mechanische Messungen (d. h. G'- und tan Δ-Werte) unter Verwendung von einem von zwei Rheometrics RDS-II-Instrumenten (S/N 024-12 und 024-40), die mit der Software Rheos 4.4.4 zur Maschinensteuerung und Datensammlung laufen. Untersuche alle Proben unter Verwendung eines dynamischen Temperaturrampenprofils von –100°C bis ungefähr 150°C bei 2°C/min mit einer Torsionsfrequenz von 10 Radianten pro Sekunde (rad/s) und einer Belastung von 0,02%. Formpresse die einzelnen Prüfkörper vor dem Test. Die Dimensionen der Prüfkörper sind ungefähr 12,7 × 3,2 × 57,2 mm (0,5 × 0,125 × 2,25 Inch). Tabelle 12 Speichermodul G' bei 20°C

HARZ G* (10 E-5 Newton/cm²)

LDPE-2 1,57 E + 09

EVA-4 1,20 E + 08

PET-G 7,3 E + 09

ABS 1,03 E + 10

Co-PA-1 1,08 E + 10

PC-3 8,64 E + 09
Miss die Geräuschentwicklung dieser Folien und berichte die Ergebnisse in Tabelle 13.
Bestimme die Geräuschentwicklung der Folien von Tabelle 13 wie folgt:
Schneide eine Probe von 10 × 10 cm Größe aus der Folie mit der Maschinenrichtung (MR) und der transversalen Richtung (TR) parallel zu den Seiten der Probe. Fixiere den Prüfkörper mit doppelseitigen Klebebändern an zwei runden Haltern mit einem Durchmesser von 32 mm und in einem Abstand von 90 mm voneinander angeordnet. Die Folie hat die Form eines vertikalen Zylinders (Durchmesser 32 mm) mit einem Schlitz entlang ihrer Achse. Die MR der Folie ist zu der Achse des Zylinders parallel. Stelle sicher, dass Falten in der zylindrischen Folienprobe vermieden werden. Der untere runde Halter ist stationär, während der obere Halter mit einem alternierenden Antriebsmechanismus verbunden ist.

Platziere ein Mikrophon 17 mm von der Kante auf der halben Höhe des Folienzylinders bei 90° vom Schlitz. Verbinde das Mikrophon mit einer Geräuschanalysenvorrichtung CL393 mit einem Oktavfrequenzfilter. Stell die Geräuschanalysenvorrichtung in den „P" (Spitzen)-Modus, Bereich 2 ein. Verkapsel den gesamten Aufbau mit der Ausnahme des Motors der Antriebseinheit und der Geräuschmesseinheit in einem schallisolierten Kasten (von der Außen- zur Innenseite 15 mm Sperrholz/3 mm Blei/8 cm Steinwolle). Die Innendimensionen des Kastens sind 33 cm × 33 cm × 40 cm (Länge × Breite × Höhe). Nach dem Starten des Motors macht die Folie eine alternierende Biegebewegung mit einem Winkel von 65 Grad bei einer Biegefrequenz von 0,6 Hz. Nimm das Geräusch, das durch die Biegebewegung der Folie in den Oktavfrequenzbanden von 16 Hz bis 16 KHz gemacht wird, in der Dezibel Skala A auf [dBA]. Mach 2 bis 4 Messungen und berechne einen Mittelwert von jeder Frequenzbande. Führe den Test bei Umgebungstemperatur (ungefähr 20°C) durch. Tabelle 13 Geräuschentwicklung in dBA für verschiedene Oktavfrequenzbanden

Vergl. Bsp.	63 Hz	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 KHz	2 KHz	4 KHz	8 KHz	16 KHz
Q	36,2	46,2	58,5	60,8	62,5	65,1	68,4	61,9	48,9
R	49,3	54,4	66,6	77,3	76,1	78,1	75,7	71,0	65,4
S	47,7	54,5	65,6	72,3	75,2	78,6	76,6	71,5	63,3
T	45,2	54,1	65,0	70,9	72,1	77,4	75,1	71,8	64,2
U	50,9	58,0	69,6	73,8	75,6	77,3	75,3	71,4	63,6
V	37,6	38,1	41,6	44,3	43,0	47,0	42,8	35,5	25,7
W	38,8	50,3	57,5	62,9	69,2	74,1	73	68,2	54,6

Die Vergl. Bsp. R, S, T, U und W sind wesentlich geräuschvoller als die Folien von Vergl. Bsp. Q und V, die keine dünne Kernschicht aus starrem Harz enthalten. Die stärkere Geräuschentwicklung der Folien, die die steife Kernschicht enthalten, ist durch einen geringeren „Geräuschverringerungsindex" oder „GVI" der Folie bedingt, der aus dem Einbauen einer Schicht mit höherer Steifigkeit in die Struktur resultiert. Das Verringern der Steifigkeit einer Struktur ist ein bekanntes Verfahren zur Erhöhung des GVI. (Siehe zum Beispiel Woods Practical Guide to Noise Control, fünfte Ausgabe, März 1972, Seite 117. Veröffentlicht von Woods Acoustics, eine Sparte von Woods of Colchester Limited, UK). Es kann daher vorteilhaft sein, ein Verfahren aufzufinden, um die Geräuschentwicklung dieser coextrudierten Strukturen zu verringern, die eine starre Schicht enthalten. Starre Schicht bedeutet, dass der G'-Modul dieser Schicht ≥ 2 × 10⁴ N/cm² ist.
Test 7
A) BESTIMMUNG DER GERÄUSCHENTWICKLUNG FÜR MEHRSCHICHTIGE POLYMERFOLIEN
Stelle sechs symmetrische fünfschichtige, coextrudierte Gussfolien A/B/C/B/A mit der gleichen steifen Sperrschicht (Schicht C), aber mit Hautschichten unterschiedlicher Steifigkeiten her. Diese Folien haben eine Sperrschicht aus PET-G-Copolyester und zwei Haftschichten, die 15 Prozent der Gesamtdicke darstellen.

Tabelle 14 beschreibt diese Folien und Tabelle 22 berichtet die G'- und tan Δ-Werte der Hautpolymere. Tabelle 14 – Beschreibung der Folien

Vergl. Bsp. oder Bsp. Nr.	Hautschichten A	Haftschichten B	Sperrschicht C	Gesamtdicke (μm)	Dicke der Sperrschicht (μm)
X	LDPE-2/ADD-1 (96/4%)	MAH-g-EVA-2	PET-G	75	5,0
Y	ITP-4/ADD-1 (96/4%)	MAH-g-EVA-2	PET-G	72	6,0
Z	EMA/ADD-1 (96/4%)	MAH-g-EVA-2	PET-G	75	6,3
AA	EMA/ITP-4/ADD-4 (48/48/4%)	MAH-g-EVA-2^® 3860	PET-G	75	5,0
50*	PP/ADD-1 (96/4%)	MAH-g-EVA-2	PET-G	70	8,3
51*	PP/ITP-4/ADD-1 (48/48/4%)	MAH-g-EVA-2	PET-G	78	6,9

* neue Verwendung als Barriere für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden
** typische Zusammensetzungen der Hautschichten von Vergl. Bsp. Y werden in der Patentanmeldung WO 95/07816 mit dem Titel „Mehrschichtige Sperrfolie" beschrieben.

Es wurde die Geräuschentwicklung dieser Folien gemessen und wird in Tabelle 15 berichtet, wobei die Geräuschentwicklung so bestimmt wird, wie es in Test 6 beschrieben wird. Tabelle 15 Geräuschpegel der Folien in dBA vs. Oktavfrequenzband

Vergl. Bsp./Bsp. Nr.	63 Hz	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 KHz	2 KHz	4 KHz	8 KHz	16 KHz
X	36,8	48,3	63,7	72,9	71	77,7	75,5	69,7	59,8
Y	38,5	48,4	56	59,6	62,4	72	74	67,6	57,9
Z	37,3	43,9	52,2	57	58,2	65,3	69,9	63,2	50,2
AA	37,9	45,5	54,8	60,5	60,6	69,8	75	67,2	49,2
50*	38,1	42,6	51,3	56	57,4	65,4	67	56,6	40,7
51*	38,5	45,6	54,6	57,5	60,9	66,6	68	61,1	39,3

* neue Verwendung als Barriere für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden

Tabelle 15 zeigt, dass überraschenderweise die leisesten Folien nicht diejenigen sind, die mit der Harzzusammensetzung als Haut mit dem niedrigsten G'-Modul hergestellt werden. Bsp. 50 und 51 sind die leisesten Folien in fast dem gesamten Frequenzspektrum, obwohl deren Hautharze einen G'-Modul aufweisen, der wesentlich höher als der der Vergl.-Bsp. Y, Z und AA ist. Der tan Δ-Wert der Hautharze einer Folie in dem Temperaturbereich von –5°C bis +15°C spielt eine dominante Rolle bei der Verringerung der Geräuschentwicklung der coextrudierten Struktur. Bsp. 50 und 51 haben den höchsten tan Δ in diesem Temperaturbereich und sind daher die leisesten Folien. Dies zeigt eindeutig, warum Bsp. 50 und 53 wesentlich leiser als die Folien von Vergl. Bsp. X, Y, Z und AA sind.
Das Mischen von Harzen ändert das Endergebnis nicht wesentlich, wie man bei der Folie von Bsp. 51 sehen kann, die eine Geräuschentwicklung zwischen den Folien von Vergl. Bsp. Y und Bsp. 50 hat, die mit jeder ihrer Hautkomponenten hergestellt werden.
Die leisesten Folien sind solche, die ein Polymerharz mit einem tan Δ-Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen –5°C und 15°C und von mindestens 0,32 bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen –12°C und –5°C aufweisen.
Überraschenderweise sind dickere Folien, wenn die coextrudierten Folien einige Harze mit guten geräuschverringernden Eigenschaften (z. B. hoher tan Δ-Wert in dem Temperaturbereich von –12°C bis +15°C) und relativ niedrigem G' enthalten, entgegen den Erwartungen leiser als dünnere Folien bei hohen Frequenzen. Test 7-C unten unterstützt diese Beobachtung mit Vergl. Bsp. AC und AD sowie Bsp. 52 und 53.
Wenigstens eine Hautschicht enthält vorzugsweise 75 bis 25 Gew.-% eines PP-Copolymers mit geringer Kristallinität und 25 bis 75 Gew.-% eines Blends aus einem homogenen EAO-Copolymer mit geringer Kristallinität und LLDPE oder ULDPE. Auch stellen die Haftschichten vorzugsweise jeweils 3 bis 15% der gesamten Foliendicke dar und werden aus einem EVA- oder EMA-Copolymer mit einem Comonomergehalt von mindestens 20 Gew.-% hergestellt.
B) BESTIMMUNG DER GERÄUSCHENTWICKLUNG FÜR MEHRSCHICHTIGE POLYMERFOLIEN

Diese Folien sind fünfschichtige, coextrudierte Gussfolien A/B/C/B/A mit einer Sperrschicht aus PET-G-Copolyester (Schicht C). Die Folien von Vergl. Bsp. AB und AC haben die gleichen Hautzusammensetzungen, aber verschiedene Hautdicken; die Folien von Bsp. 52 und 53 haben eine andere Hautzusammensetzung und verschiedene Hautdicken. Alle Folien haben eine Sperrschicht und zwei Haftschichten, die 15% der Gesamtdicke darstellen. Tabelle 16 beschreibt die Folien. Tabelle 22 berichtet die G'- und tan Δ-Werte der Hautpolymere. Tabelle 16 Beschreibung der Folien

Vergl. Bsp. oder Bsp. Nr.	Hautschichten A	Haftschichten B	Sperrschicht C	Gesamtdicke (μm)	Dicke der Sperrschicht (μm)
AB	EVA-1/EVA-2/ADD-1 (72%/24%/4%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	80	5,0
AC	EVA-1/EVA-2/ADD-1 (72%/24%/4%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	95	4,8
52*	PCP-2/ADD-1 (92%/8%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	79	9,4
53*	PCP-2/ADD-1 (92%/8%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	90	10,0

* neue Verwendung als Barriere gegen Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, wie sie wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden

Die Geräuschentwicklung dieser Folien wird in Tabelle 17 berichtet, wobei die Geräuschentwicklung wie zuvor in Test 6 beschrieben bestimmt wird. Tabelle 17 Geräuschpegel der Folien in dBA vs. Oktavfrequenzband

Vergl. Bsp./Bsp. Nr.	63 Hz	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 KHz	2 KHz	4 KHz	8 KHz	16 KHz
AB	37,2	46	53,3	58,9	61,7	70,6	73,5	64	55,1
AC	37,5	48,8	59,7	63,6	65,1	74,2	75,6	69,1	58,1
52	37,6	41,1	49,7	55,6	58,6	67,6	66,9	56,6	37,2
53	37,9	44,5	53,8	57,1	60,1	66	64,9	55,1	31

Die Folie von Vergl. Bsp. AC ist in allen Frequenzbereichen geräuschvoller als die Folie von Vergl. Bsp. AB, während die Folie von Bsp. 53 nur bis 1 KHz geräuschvoller als die Folie von Bsp. 52 ist, aber von 2 bis 16 KHz leiser ist (d. h. den das menschliche Ohr am meisten störenden Frequenzen).
C) BESTIMMUNG DER GERÄUSCHENTWICKLUNG FÜR MEHRSCHICHTIGE POLYMERFOLIEN
Stell acht symmetrische fünfschichtige, coextrudierte Gussfolien A/B/C/B/A mit der gleichen steifen Sperrschicht her, aber mit Hautschichten mit verschiedenen G'- und tan Δ-Werten. Diese Folien haben eine Sperrschicht aus PET-G-Copolyester sowie zwei Haftschichten, die 15% der Gesamtdicke darstellen.

Tabelle 18 beschreibt diese Folien. Tabelle 22 stellt die G'- und tan Δ-Werte der Hautpolymere zur Verfügung. Tabelle 18 berichtet auch Vergl. Bsp. X mit Hautschichten aus LDPE als eine Folienkontrolle. Tabelle 18 Beschreibung der Folien

Vergl. Bsp. oder Bsp. Nr.	Hautschichten A	Haftschichten B	Sperrschicht C	Gesamtdicke (μm)	Dicke der Sperrschicht (μm)
X	LDPE-2	MAH-G-EVA-2	PET-G	75	5,0
AD	PP-EPDM/ADD-1 (98/2%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	75	6,0
54*	PP/PP-EPDM/ADD-1 (72/24/4%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	80	7,5
55*	PCP-3/ADD-1 (92/8%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	85	6,0
56*	PCP-2/ADD-1 (92/8%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	79	9,4
57*	PP/PCP-1/ADD-1 (72/24/4%)	MAH-G-EVA-2	PET-G	77	10
58*	PP/PCP-2/ADD-1 (72/24/4%)	EMA	PET-G	74	8,5
59*	PCP-1/ITP-4/ADD-1 (46/46/8%)	EVA-3	PET-G	76	9,2

Tabelle 19 fasst die Geräuschmessungen dieser Folien zusammen, wobei die Geräuschentwicklung wie in Test 6 bestimmt werden. Tabelle 19 Geräuschpegel der Folien in dBA vs. Oktavfrequenzband

Vergl. Bsp./ Bsp. Nr.	63 Hz	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 KHz	2 KHz	4 KHz	8 KHz	16 KHz
X	36,8	48,3	63,7	72,9	71	77,7	75,5	69,7	59,8
AD	43,7	50,7	55,9	57,9	57,8	64,7	66,7	64,1	52
54	36,9	43,5	52,4	55,3	59,2	66,9	65,3	58,3	38,8
55	37,2	43,8	49,2	52,2	53,9	61,2	60,9	48,6	28,4
56	36,3	43,6	51,2	55,7	57,9	67,2	66,9	57,1	41,6
57	37,9	46	55,7	59,6	61	63,8	64,3	54	37,7
58	38	41,5	53,2	59,4	60,6	67	68,7	58,5	49,6
59	36,4	46,4	54,1	57,3	58,8	65	65,8	62,4	49,3

Die Daten von Tabelle 19 zeigen eindeutig, dass die Folie von Vergl. Bsp. AD leiser als die Folie von Vergl. Bsp. X ist, und zwar hauptsächlich weil der G'-Wert ihres Hautharzes ungefähr 30–40 Mal niedriger ist. Auf der anderen Seite sind die Folien von Bsp. 54 bis 59 wesentlich leiser als die Folien von Vergl. Bsp. X und AD, und zwar hauptsächlich in dem Frequenzbereich von 1 KHz und darüber, weil deren Zusammensetzung einen wesentlichen Anteil an einem Polymer mit einem tan Δ-Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen –5°C bis 15°C oder von mindestens 0,32 in dem Temperaturbereich zwischen –12°C und –5°C enthält, wohingegen deren G'-Wert in dem gleichen Bereich wie dem von LDPE liegt (siehe Tabelle 22). PP-Homo- oder Copolymerharze mit geringer Kristallinität, wie sie in Bsp. 54 bis 59 verwendet werden, sind besonders wirksame geräuschdämpfende Polymere. PP mit geringer Kristallinität, wie es hierin verwendet wird, bedeutet, dass die Schmelzwärme des Harzes wesentlich geringer als die von üblichem isotaktischen PP, z. B. höchstens 50 J/g ist.
D) BESTIMMUNG DER GERÄUSCHENTWICKLUNG FÜR MEHRSCHICHTIGE POLYMERFOLIEN

Stell vier symmetrische fünfschichtige, coextrudierte Gussfolien A/B/C/B/A mit der gleichen steifen Sperrschicht, aber mit Hautschichten mit verschiedenen G'- und tan Δ-Werten her. Diese Folien haben eine Sperrschicht aus amorphem Copolyamid und zwei Haftschichten, die 15% der Gesamtdicke darstellen. Die G'- und tan Δ-Werte der Hautpolymere sind in Tabelle 22 zu finden. Tabelle 20 Folienbeschreibung

Vergl. Bsp. oder Bsp. Nr.	Hautschichten A	Haftschichten B	Sperrschicht C	Gesamtdicke (μm)	Dicke der Sperrschicht (μm)
AE	LDPE-2	MAH-g-EVA-2	Co-PA-1	86	9,6 (**)
AF	EVA-1/ADD-1 (95%/5%)	MAH-g-EVA-2	Co-PA-1	75	10,0
60*	PCP-2/ITP-4/ADD-1 (46%/46%/8%)	MAH-g-EVA-2	Co-PA-1	75	7,5
61*	PCP-2/ITP-4/ADD-1 (46%/46%/8%)	MAH-g-EVA-2	Co-PA-1	75	9,0

* neue Verwendung als Barriere für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, die wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden
** in dieser Folie ist die Sperrschicht in 5 alternierende Schichten „Barriere/Haften" aufgeteilt. Die Summe dieser Sperrschichten wird genannt.

Tabelle 21 fasst die Geräuschmessungen dieser Folien zusammen, wobei die Geräuschentwicklung wie in Test 6 bestimmt wird. Tabelle 21 Geräuschpegel der Folien in dBA vs. Oktavfrequenzband

Vergl. Bsp./Bsp. Nr.	63 Hz	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 KHz	2 KHz	4 KHz	8 KHz	16 KHz
AE	51,8	56,3	66,4	76,5	77,3	78,6	75,4	72,6	66,2
AF	42,5	54,1	66,7	70,7	74,5	76,6	76,7	75,2	65,8
60	36,0	39,5	50,5	52,7	55,8	64,4	51,8	56,1	42,3
61	38,9	44,6	58,0	60,0	63,7	73,3	70,6	68,3	54,9

Bsp. 60 und 61 sind wesentlich leiser als Vergl. Bsp. AE und AF. Dies zeigt eindeutig, dass die wesentliche Geräuschverringerung von mehrschichtigen Folien, die durch die Verwendung eines Polymerharzes mit einem tan Δ-Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen –5°C und 15°C oder von mindestens 0,32 bei einer Temperatur in dem Bereich zwischen –12°C und –5°C in der Folienzusammensetzung erhalten werden, nicht auf Folien beschränkt ist, die eine Schicht aus PET-G enthalten, sondern auch durch das Verbinden von Harzen mit hohem und niedrigem Modul in der gleichen Folienstruktur erreicht werden kann.
Miss die Geräuschentwicklung von allen Bsp. bei Raumtemperatur (ungefähr 20°C). Es wird erwartet, dass wenn die Geräuschentwicklung bei einer anderen Temperatur gemessen wird, die gleiche Wirkung der Geräuschverringerung mit Polymeren mit einem tan Δ-Wert von mindestens 0,25 in einem Temperaturbereich erhalten wird, der um den gleichen Temperaturunterschied verschoben ist.
Tabelle 22 zeigt die maximalen tan Δ-Werte, G'-Werte und tan Δ-Werte bei ausgewählten Temperaturen für Harze, die in den Tests 6–8 verwendet wurden, wobei die G'- und tan Δ-Werte wie in Test 6 bestimmt wurden. Fachleute erkennen, dass die G'- und tan Δ-Werte leicht als Kurven anstatt als Einzelwerte dargestellt werden. Die in Tabelle 22 gezeigten Werte erläutern lediglich Punkte auf der Kurve und schränken die Erfindung nicht auf diese Punkte ein. Die Erfindung umfasst alle Punkte auf der Kurve, die die hierin spezifizierten Kriterien erfüllen.
III. EIGENSCHAFTEN DER HEIßSIEGELFESTIGKEIT
Wie es zuvor beschrieben wurde, kann es für die Endanwendung wünschenswert sein, einige der mehrschichtigen Folien zu versiegeln, zum Beispiel, zum Herstellen von Beuteln. Die Siegelfestigkeit von einigen Hautpolymerzusammensetzungen kann zu gering sein, wenn die Folie mit sich selbst oder mit anderen Polymeren versiegelt wird. Eine höhere Siegelfestigkeit kann durch die Zugabe einer Siegelschicht zu der äußersten Schicht der Folie oder durch das Einmischen eines Polymers in die äußerste Schicht, das die Siegelfestigkeit verbessert, erhalten werden.
Test 9
BESTIMMUNG DER HEIßSIEGELFESTIGKEIT VON MEHRSCHICHTIGEN POLYMERFOLIEN
Tabelle 23 (fünfschichtige, coextrudierte Folien A/B/C/B/A mit zwei Haftschichten B, die 15% der Gesamtdicke darstellen) zeigt, dass eine höhere Siegelfestigkeit durch Einmischen von einem anderen Polymer in die Zusammensetzung erreicht werden kann, das die Siegelfestigkeit verbessert. In diesem Zusammenhang sind Blends, die ein EAO-Copolymer mit geringer Kristallinität und LLDPE oder ULDPE enthalten, vorteilhaft und bevorzugt.
Bestimme die Heißsiegelfestigkeit der Folien in Tabelle 23 wie folgt:
Heißversiegele zwei Stücke Folie auf einer Heißversiegelungsvorrichtung für das Labor miteinander, wie es unten im Detail beschrieben wird.
Verwende einen Siegeldruck von 20 N/cm² und eine Siegeldauer von 15 Sekunden. Erwärme die obere Siegelklemmbacke auf 180°C (Folie/Folie) oder 225°C (Folie/LDPE), während die untere Klemmbacke auf 50°C eingestellt wird. Lege eine 13 μm dicke Polyesterfolie zwischen die Folie und die Siegelbacken, um ein Festkleben zu verhindern. Das Siegel ist parallel zu der transversalen Richtung der Folie. Schneide 25,4 mm breite heißversiegelte Probenkörper aus und positi oniere sie in die Klammern einer Zugfestigkeitsprüfvorrichtung mit einem Abstand von 50 mm zwischen den zwei Klammern. Zieh die zwei Seiten des Siegels mit einer Geschwindigkeit von 508 mm/Min. in der Maschinenrichtung der Folie auseinander. Zeichne die maximale Kraft als die Siegelfestigkeit auf, die erforderlich ist, um die Probe zu zerreißen. Für die Siegelfestigkeit von Folie zu Folie versiegele die Folie mit sich selbst. Für die Siegelfestigkeit von Folie zu LDPE versiegele die Folie mit einer auf LDPE basierenden Folie (70 μm Dicke, ein Blend aus 75 Gew.-% LDPE, Schmelzindex (S. I.) = 1,75 g/10 min, Dichte (d) = 0,924 g/cm³, und 25 Gew.-% LLDPE (Octencopolymer), S. I. = 2,3 g/10 min, d = 0,917 g/cm³). Platziere die Folie aus LDPE auf die untere Klemmbacke der Heißsiegelvorrichtung zur Herstellung des Siegels.
Der Vergleich von Bsp. 51 und 62 bis 68 mit Bsp. 50 und 57 zeigt, dass das Beimischen von etwas homogenem EAO-Copolymer mit geringer Kristallinität oder etwas ULDPE und homogenem EAO-Copolymer mit geringer Kristallinität in PP mit geringer Kristallinität die Siegelfestigkeit der Folien verbessert.
Bsp. 50 und 57 haben eine akzeptable Heißsiegelfestigkeit mit sich selbst, aber eine sehr niedrige Siegelfestigkeit mit LDPE, wohingegen die Folien von Bsp. 51, 62 und 63 eine stärkere Siegelfestigkeit mit sich selbst sowie mit LDPE haben.
Diese Zusammensetzungen sind auch vorteilhaft, wenn die Folie mit einem Polyolefinerzeugnis wie LDPE versiegelt werden muss.
III. AUSWAHL DES HAFTHARZES

Es können zu EVA-Copolymeren alternative Harze als Haftharze zwischen einer auf PET-G basierenden Schicht und einer auf Polyolefin basierenden Schicht in einer coextrudierten Folienstruktur verwendet werden. Die Daten von Tabelle 24 (fünfschichtige, coextrudierte Folien A/B/C/B/A mit zwei Haftschichten B, die 15% der Gesamtdicke darstellen) zeigen, dass eine geeignete Siegelfestigkeit durch die Verwendung von EMA-Copolymeren anstatt von EVA erhalten werden kann. Tabelle 24 Zusammensetzung und Siegelfestigkeit von Folien

Bsp. Nr.	Hautschichten A	Haftschichten B	Sperrschicht C	Gesamtdicke (μm)	Dicke der Sperrschicht (μm)	Siegelfestigkeit Folie/Folie (N/25 mm, MR)
69*	PCP-2/ITP-4/ ADD-1 (46/46/8%)	EMA	PET-G	75	7,5	23,7

* neue Verwendung als Barriere für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, die wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden

Andere Haftharze, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, können aus MAH- oder glycidylmethacrylatgepfropftem EVA, EMA oder EBA, Ethylen-Acrylester-Glycidylmethacrylat-Terpolymeren, Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymeren, Ethylen-Acrylsäureester-Maleinsäureanhydrid-Terpolymeren, SB- Copolymeren, EVACO-Terpolymeren, Styrol-Isopren-Copolymeren und Blends davon ausgewählt werden.
Bsp. 70–74

Stell vier fünfschichtige, symmetrische, coextrudierte Folien (Bsp. 70–73) und eine siebenschichtige, symmetrische, coextrudierte Folie (Bsp. 74) her. Die fünfschichtigen Folien haben eine Struktur von A/B/C/D/C/B/A und die siebenschichtige Folie hat eine Struktur von A/B/C/D/C/B/A. Tabelle 25 zeigt die Schichtdicke und Zusammensetzung für Bsp. 70–73. Die Sperrkernschicht für Bsp. 70 besteht aus PET-G. Die Sperrkernschicht für Bsp. 71–74 besteht aus einem Blend aus PET-G und APE-1. Für Bsp. 74 sind die jeweiligen Zusammensetzungen und Dicken der Schichten: A = 93 Gew.-% ITP-1 und 7 Gew.-% ADD-1, 8 μm pro Schicht; B = 100 Gew.-% PCP-2, 26,5 μm pro Schicht; C = 100 Gew.-% EVA-3, 5,6 μm pro Schicht und D = 70 Gew.-% PET-G und 30 Gew.-% APE-1, 4,8 μm. Tabelle 25

Bsp. Nr.	Hautschicht A	Haftschicht B	Sperrschicht C
70*	PCP-2/ITP-2/ULDPE-1/ADD-1 (46/19,2/23,3/11,5%) 41,3 μm	EVA-3, 7,5 μm	PET-G, 10,4 μm
71	PCP-2/ITP-2/ULDPE-1/ADD-1 (46/19,2/23,3/11,5%) 39,6 μm	EVA-3, 7,5 μm	PET-G/APE-1 (70/30) 9,9 μm
72	PCP-2/ITP-2/ULDPE-1/ADD-1 (46/21,2/25,8/7%) 38,9 μm	MAH-g-EVA-2/ADD-1 (98/2%), 7,5 μm	PET-G/APE-1 (50/50) 4,5 μm
73	PCP-2/ITP-2/ULDPE-1/ADD-1 (46/21,2/25,8/7%) 40,8 μm	EVA-3, 7,5 μm	PET-G/APE-1 (50/50) 6,7 μm

*neue Verwendung als Barriere für Gerüche von menschlichen Fäkalausscheidungen, aber keine Folien, die wortwörtlich in den vorliegenden Ansprüchen definiert werden

Unterziehe die mehrschichtigen Folien der Bsp. 70–74 dem Test auf Geräuschentwicklung, wie er oben beschrieben wird, aber mit einer anderen Geräuschmessvorrichtung. Die Messvorrichtung ist eine audioakustische Analysenvorrichtung NC10 (Neutrik Cortex Instruments), die Geräusche durch 1/3 Oktavfrequenzbanden anstatt volle Oktavbanden wie die Geräuschanalysenvorrichtung CEL analysiert. Dies verdreifacht wirksam die Anzahl der Frequenzbandenproben. Beginn den Versuch mit einer Frequenz von 1 Hz mit einer Messdauer von 30 Sekunden, mit Schnellfunktion, mit der Zubehöreinstellung EXP EC und einem Minimalbereich unter Verwendung eines Mikrophons, das 15 mm von der Folie anstatt den 17 mm wie in dem vorherigen Test entfernt platziert wird. Fasse die Ergebnisse in Tabelle 26 zusammen. Tabelle 26

Freq. (Hz)	Geräuschpegel in dB(A) durch Bsp. Nr.
	70	71	72	73	74
63	23,7	24,0	25,1	25,2	30,4
80	29,2	28,5	20,2	21,0	22,8
100	22,5	22,7	22,5	24,5	25,2
125	26,7	26,9	27,8	29,8	28,6
160	32,7	32,7	33,7	35,7	33,9
200	39,0	38,6	38,8	41,1	36,7
250	43,0	42,0	42,7	43,8	38,2
315	45,3	43,4	45,2	45,2	38,6
400	46,6	46,2	45,9	45,8	40,5
500	46,3	46,2	45,8	46,0	41,2
630	45,0	44,3	44,7	45,6	40,7
800	44,3	43,8	44,2	45,3	40,2
1.000	44,7	43,7	44,2	44,9	39,2
1.250	44,9	44,1	44,1	45,9	39,2
1.600	45,9	44,9	45,6	47,7	40,7
2.000	51,7	50,4	52,1	54,1	46,1
2.500	50,0	50,1	50,3	52,4	47,1
3.150	43,6	45,1	45,1	45,8	42,7
4.000	40,2	42,1	43,0	42,7	39,9
5.000	40,2	42,1	43,0	43,0	36,3
6.300	38,3	39,5	39,8	39,2	31,7
8.000	32,9	37,4	34,7	36,8	30,0
10.000	27,6	32,2	27,9	26,8	26,0
12.500	21,9	27,3	20,8	21,2	18,2
16.000	16,1	21,3	8,9	13,5	7,6

Die Daten in Tabelle 26 zeigen, dass die mehrschichtigen Folien der Bsp. 70–74 einen potentiellen Nutzen als leise Folien auf der Basis der Geräuschbewertungen haben, die hauptsächlich unter 50 dB(A) über den in Tabelle 26 gezeigten Frequenzbereich anfallen.

Untersuche die Sperrschicht der Folien der Bsp. 70–73 und fasse die Ergebnisse in Tabelle 27 zusammen. Tabelle 27

Chemische Verbindung	Test	Einheiten	Bsp. 70	Bsp. 71	Bsp. 72	Bsp. 73
H₂S	Durchlässigkeit	cm³/m²-Tag	23,6	8,8	5,9	4,9
H₂S	D. Z.	s	455	575	695	1010
DEDS	D. Z.	min	194	270	151	179
3-Methylindol	D. Z.	h	100	45	110	120

*D. Z. = Durchbruchszeit

Die Daten in Tabelle 27 zeigen, dass die mehrschichtigen Folien der Bsp. 70 – 73 Barriereeigenschaften ähnlich wie oder besser als die Folie von Vergl. Bsp. C haben. Die Folien 71–74, die den Copolyester B-100 enthalten, haben eine wesentlich geringere Durchlässigkeit für H₂S als die Folie 70.
Bestimme die Heißsiegeleigenschaften wie in Test 9 für Bsp. 72 und 73 und für Bsp. 70–73, die Module wie in Test 5 sowie die Bruchdehnung (Dehnung@Bruch) und die Bruchbelastung gemäß Test 9 (ASTM F88) in sowohl der Maschinenrichtung (MR) wie auch der transversalen Richtung (TR). Bsp. 72 hat eine Siegelfestigkeit für Folie zu Folie von 22,3 N/25 mm bei einer Siegeltemperatur von 182°C und 23,6 N/25 mm bei 193°C. Bsp. 73 hat eine Siegelfestigkeit für Folie zu Folie von 20,9 N/25 mm bei einer Siegeltemperatur von 193°C und eine Siegelfestigkeit von Folie zu LDPE von 9,8, 16,9 und 18,7 N/25 mm bei den jeweiligen Siegeltemperaturen von 138°C, 149°C und 171°C. Fass die restlichen Testergebnisse der physikalischen Eigenschaften in Tabelle 28 zusammen und stell die Testergebnisse für mehrschichtige Folien von Vergl. Bsp. A und Vergl.

Bsp. D dar, wobei die zuletzt Genannten Folien darstellen, die derzeit zur Herstellung von Stomabeuteln verwendet werden. Tabelle 28

Test	Bsp. 70	Bsp. 71	Bsp. 72	Bsp. 73	Vergl. Bsp. A	Vergl. Bsp. D
Dehnung@Bruch MR (%)	328	330	293	443	450	465
Dehnung@Bruch TR (%)	350	369	449	485	483	533
Bruchbelastung MR (MPa)	19,5	19,6	18,8	21,7	25,1	18,0
Bruchbelastung TR (MPa)	16,2	17,3	15,4	17,5	17,2	14,3
1% Sekantenmodul TR (MPa)	250	292	223	149	170	120
1% Sekantenmodul MR (MPa)	210	285	218	148	160	120
Siegelfestigkeit von Folie zu Folie MR (n/25 mm)	n. b.	n. b.	22,3	n. b.	27,7	21,3

n. b. = nicht bestimmt

Tabelle 28 zeigt, dass die Folien der Bsp. 70–72 befriedigende physikalische Folieneigenschaften ähnlich zu denen von Vergl. Bsp. A und D aufweisen. Andere Folienstrukturen, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, sollten ähnliche Ergebnisse zur Verfügung stellen.
Bsp. 75 und Verg. Bsp. AG
Stelle eine zweischichtige coextrudierte Folie her, wobei eine Schicht PET-G enthält und eine Dicke von 12 μm aufweist und die andere Schicht EVA-3 und als Additive 0,2 Gew.-% Erucamid, 0,2 Gew.-% Stearamid und 0,1 Gew.-% Siliciumdioxid enthält, wobei alle Prozentangaben auf das Gewicht der Schicht bezogen sind und diese eine Dicke von 38 μm hat.
Verwende ein zweischichtiges Folienlaminat ähnlich zu der käuflichen Trägerfolie TDDS als Vergl. Bsp. AG. Das Laminat hat eine Gesamtdicke von 50,8 μm und umfasst eine 12 μm dicke Schicht aus einem Polyester wie Polyethylenterephthalat und das Gegenstück ist eine Schicht aus einem Ethylen-Phenylacetat-Copolymer.
Das Laminat von Vergl. Bsp. AG hat einen 2%-Modul in sowohl der MR wie auch der TR, der wesentlich höher als der der Folie von Bsp. 75, vielleicht sogar doppelt so hoch wie der von Bsp. 75, wenn nicht sogar noch höher ist. Zur gleichen Zeit hat das Laminat von Vergl. Bsp. AG eine Dehnung am Bruchpunkt in sowohl der MR wie auch der TR, die wesentlich geringer als die der Folie von Bsp. 75, oft weniger als die Hälfte der Folie von Bsp. 75 ist.
Die Folie von Bsp. 75 sollte eine Barriere für Chemikalien bereitstellen, die in einer TDDS-Vorrichtung oder einem Pflaster enthalten sind, und zwar ähnlich zu oder fast wie der des Laminats von Vergl. Bsp. AG. Gleichzeitig sollte die Folie von Bsp. 75 mehr Komfort als ein Ergebnis des geringeren Moduls für denjenigen bereitstellen, der das Pflaster trägt. Der niedrige Modul von Bsp. 75 unterstützt auch relativ zu Vergl. Bsp. 75 den Anpassungsfähigkeit des Pflasters an die Haut des Tragenden. Die coextrudierte Folie von Bsp. 75 sollte auch eine geringere Tendenz zur Delaminierung als das Laminat von Vergl. Bsp. AG aufweisen.

Claims

Erzeugnis, ausgewählt aus Stomabeuteln und Inkontinenzbeuteln, das eine Geruchssperrschicht aus einer im Wesentlichen amorphen nichtchlorierten Polymerfolie aufweist, die ausgewählt ist aus Folien, die gebildet sind aus (i) Poly(methylmethacrylat), (ii) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester und einem amorphen Copolyester, (iii) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester, mit oder ohne einen amorphen Copolyester, und mindestens einem ausgewählt aus einem Styrol-Butadien-Copolymer, einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, einem maleinsäureanhydridgepfropften Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, einem Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-Copolymer, einem maleinsäureanhydridfunktionalisiertem Styrol-Ethylen-Buten-Blockcopolymer und einem Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer oder (iv) amorphen thermoplastischen Polyesterharzen mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 50°C, wobei die Schicht eine Barriere für Moleküle ist, die einen kritischen Moleküldurchmesser von mindestens 0,40 nm aufweisen, und die Schicht eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 2 h, eine Durchbruchszeit für Diethyldisulfid von mindestens 8 min und eine Durchbruchszeit für Schwefelwasserstoff von mindestens 40 s aufweist.
Erzeugnis nach Anspruch 1, wobei die Folie eine im Wesentlichen amorphe nichtchlorierte Polymerfolie ist, die eine Barriere für Moleküle mit einem kritischen Moleküldurchmesser von 0,40 nm oder größer ist, wobei die Barrierefunktionalität durch mindestens eine aus a) einer Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 5 h, b) einer Durchbruchszeit für Diethyldisulfid von mindestens 40 min oder c) einer Durchlässigkeitsrate für Schwefelwasserstoff von kleiner oder gleich 60 cm³ Schwefelwasserstoffdurchlässigkeit pro m² Folienfläche pro Tag (cm³/m²-Tag) bestimmt wird.
Erzeugnis nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Folie im Wesentlichen ohne Orientierung ist.
Erzeugnis nach einem der vorstehenden Ansprüche, das aus einer mehrschichtigen Folienstruktur mit mindestens einer dieser Sperrschichten hergestellt wird.
Erzeugnis nach Anspruch 4, wobei die mehrschichtige Folienstruktur eine fünfschichtige Struktur ist.
Erzeugnis nach Anspruch 4, wobei die mehrschichtige Folienstruktur eine vierschichtige Struktur ist.
Erzeugnis nach Anspruch 4, wobei jede Schicht im Wesentlichen chlorfrei ist.
Erzeugnis nach Anspruch 4, wobei die Folienstruktur mindestens eine geräuschlose Folienschicht mit einer verringerten Geräuschemission umfasst und diese geräuschlose Folienschicht mindestens ein Polymerharz, eine Polymerharzzusammensetzung oder eine Polymerblendzusammensetzung, die einen tan Δ Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs zwischen –5°C und 15°C oder von 0,32 oder größer bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von –12°C bis –5°C haben, enthält
Erzeugnis nach Anspruch 4, wobei die mehrschichtige Folie i) eine Gesamtdicke zwischen 30 und 150 μm, ii) eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 5 h, eine Durchbruchszeit für Diethyldisulfid von mindestens 45 min und eine Durchlässigkeitsrate für Schwefelwasserstoff von kleiner gleich 60 cm³/m²-Tag), iii) einen Geräuschpegel von kleiner gleich 50 dB bei einer oder mehreren Oktavfrequenzbanden zwischen 1 kHz und 16 kHz und iv) eine Folie/Folie-Heisssiegelfestigkeit von mindestens 10 N/25 mm aufweist, wobei die mehrschichtige Folienstruktur zusätzlich zu der Sperrschicht mindestens eine Außenschicht und optional mindestens eine Zwischenschicht, die zwischen der Sperrschicht und der Außenschicht angeordnet ist, aufweist.
Erzeugnis nach Anspruch 9, wobei a) die Sperrschichffolie 5 bis 20% der Gesamffoliendicke ausmacht und aus mindestens einem amorphen thermoplastischen Polyester mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 50°C oder Polymethylmethacrylat hergestellt ist, b) mindestens eine Außenschicht 80 bis 25 Gew.-% Polypropylencopolymer mit geringer Kristallinität (d. h. mit einer Schmelzwärme von weniger als 50 J/g) oder eines Blends aus einem Poly(α-olefin) und einem statistischen Propylenhomopolymer oder -copolymer und 20 bis 75 Gew.-% eines Blends aus einem homogenen Ethylen-α-Olefin-Copolymer mit einer Kristallinität von höchstens 36%, einem linearen Polyethylen niedriger Dichte und einem Polyethylen ultraniedriger Dichte in beliebigen Anteilen enthält und c) die mehrschichtige Folie eine Zwischenschicht umfasst, die eine Verbindungsschicht ist, und jede Verbindungsschicht 3 bis 15% der Gesamffoliendicke ausmacht und aus einem Ethylen-Vinylacetat- oder Ethylen-Methylacrylat-Copolymer mit einem Comonomergehalt von größer oder gleich 20 Gew.-% gebildet ist.
Erzeugnis nach Anspruch 9, wobei a) die Sperrschichffolie 5 bis 20% der Gesamffoliendicke ausmacht und aus einem amorphen thermoplastischen Polyester mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 50°C, der einzeln oder vermischt verwendet wird, oder aus Polymethylmethacrylat hergestellt ist, b) mindestens eine Außenschicht 100 bis 30 Gew.-% Polypropylencopolymer mit niedriger Kristallinität (d. h. einer Schmelzwärme < 50 J/g) oder eines Blends aus einem amorphen Poly(α-olefin) und einem statistischen Propylenhomopolymer oder -copolymer und 0 bis 70 Gew.-% eines Blends aus einem homogenen Ethylen-α-Olefin-Copolymer mit einer Kristallinität von höchstens 36%, einem linearen Polyethylen niedriger Dichte und einem Polyethylen ultraniedriger Dichte in beliebigen Anteilen enthält und c) die Zwischen- oder Verbindungsschichten insgesamt 15 bis 60% der Gesamtfoliendicke ausmachen und aus einem Ethylen-Vinylacetat- oder einem Ethylen-Methylacrylat-Copolymer mit einem Comonomergehalt von größer oder gleich 20 Gew.-% gebildet sind.
Erzeugnis nach Anspruch 4, wobei die mehrschichtige Folienstruktur mindestens eine geräuschlose Folienschicht mit geräuschdämpfenden Eigenschaften, wobei diese geräuschlose Schicht mindestens ein Polymerharz oder eine Polymerharzzusammensetzung mit einem tan Δ Wert von mindestens 0,25 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs zwischen –5°C und 15°C oder von mindestens 0,32 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von –12°C bis –5°C hat, und mindestens eine polymere zweite Schicht mit einem Speichermodul G' von größer oder gleich 2 × 10⁴ N/cm² aufweist.
Erzeugnis nach Anspruch 12, wobei die geräuschlose Folienschicht Polypropylen niedriger Kristallinität (d. h. mit einer Schmelzwärme < 50 J/g), einen Blend aus einem amorphen Poly(α-olefin) und einem statistischen Propylenhomopolymer oder -copolymer, Ethylen-Styrol-Interpolymer oder Polynorbornen in einer Menge von 30 Gew.-% oder mehr, bezogen auf diese Schicht, enthält.
Erzeugnis nach Anspruch 13, wobei die Menge 25 Gew.-% oder mehr der gesamten Folienzusammensetzung beträgt.
Erzeugnis nach Anspruch 12, wobei mindestens eine zweite Schicht ein Polymer enthält, ausgewählt aus einem amorphen thermoplastischen Poly ester oder einem Blend von im Wesentlichen amorphen thermoplastischen Polyestern, einem glykolmodifiziertem Polyester, Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat, Ethylen-Vinylalkohol-Polymeren, Polycarbonaten, Polyvinylalkoholen, Styrol-Acrylnitril-Copolymeren, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymeren, Poly(methylmethacrylat), Styrol-Butadien-Copolymeren, Polyacrylnitril, einem Polyamid oder Copolyamid, ausgewählt aus PA-6, PA-6,6, PA-11 und PA-12, amorphen Polyamiden, MXD6-Polyamid, Polyvinylidenchlorid, Vinylidenchlorid-Vinylchlorid-Copolymeren, Vinylidenchlorid-Methylacrylat-Copolymeren, PHAE, Polyurethanen, Epoxiden, PEN, syndiotaktischem Polystyrol und Polystyrol.
Verwendung einer Folie, die eine im Wesentlichen amorphe nichtchlorierte Folienschicht aufweist, die ausgewählt ist aus Folien gebildet aus (i) Poly(methylmethacrylat), (ii) einem glykolmodifizierten Polyester, (iii) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester und einem amorphen Copolyester, (iv) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester, mit oder ohne einen amorphen Copolyester, und mindestens einem ausgewählt aus einem Styrol-Butadien-Copolymer, einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, einem maleinsäureanhydridgepfropften Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, einem Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-Copolymer, einem maleinsäureanhydridfunktionalisierten Styrol-Ethylen-Buten-Blockcopolymer und einem Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer oder (v) amorphen thermoplastischen Polyesterharzen mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 50°C, wobei die Schicht eine Barriere für Moleküle mit einem kritischen Moleküldurchmesser von mindestens 0,40 nm ist und eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 2 h, eine Durchbruchszeit für Diethyldisulfid von mindestens 8 min und eine Durchbruchszeit für Schwefelwasserstoff von mindestens 40 s aufweist, um menschliche Fäkalien aufzunehmen.
Verwendung einer im Wesentlichen amorphen nichtchlorierten Folienschicht, die ausgewählt ist aus Folien, gebildet aus (i) Poly(methylmethacrylat), (ii) einem glykolmodifizierten Polyester, (iii) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester und einem amorphen Copolyester, (iv) Blends aus einem glykolmodifizierten Polyester, mit oder ohne einen amorphen Copolyester, und mindestens einem ausgewählt aus einem Styrol-Butadien-Copolymer, einem Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer, einem maleinsäureanhydridgepfropften Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, einem Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-Copolymer, einem maleinsäureanhydridfunktionalisierten Styrol-Ethylen-Buten-Blockcopolymer und einem Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer oder (v) amorphen thermoplastischen Polyesterharzen mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb von 50°C, wobei die Schicht eine Barriere für Moleküle mit einem kritischen Moleküldurchmesser von mindestens 0,40 nm ist und eine Durchbruchszeit für 3-Methylindol von mindestens 2 h, eine Durchbruchszeit für Diethyldisulfid von mindestens 8 min und eine Durchbruchszeit für Schwefelwasserstoff von mindestens 40 s aufweist, als eine Sperre gegenüber Gerüchen von menschlichen Fäkalien.
Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die im Wesentlichen amorphe nichtchlorierte Folie wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert ist.
Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die im Wesentlichen amorphe nichtchlorierte Folie aus Polymethylmethacrylat oder glykolmodifiziertem Polyethylenterephthalat gebildet ist.
Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die im Wesentlichen amorphe nichtchlorierte Folie ein Erzeugnis wie in einem der Ansprüche 1 bis 15 definiert ist.