JP2005537190A - コーティングされたシート材料およびそれで製造されたパッケージ - Google Patents

Abstract

フラッシュ紡糸網状フィラメント不織布シート、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート、スパンレースポリエステル／木材パルプ複合シート、および紙よりなる群から選択される気体透過性シート材料と、その少なくとも１つの面上のポリマーコーティングとを含んでなるコーティングされた多孔性シート材料であって、コーティングされたシート材料の透過性が、コーティングのない同等のシート材料の透過性に実質的に等しい、コーティングされた多孔性シート材料。コーティングされた多孔性シート材料は、ヒートシール可能なパッケージでの使用に適している。

Description

本発明は、コーティングされていない同様のシート材料にほぼ等しい多孔性および透過性を有する、薄い均一なポリマーコーティングでコーティングされた不織布および紙などのシート材料に関する。本発明は、また、そのようなコーティングされたシートから製造されたヒートシールされたパッケージに関する。

繊維不織布シート材料および繊維紙シート材料などの基材をコーティングするための従来実施された手段としては、ナイフコーティング、ホットメルトコーティング、水性分散液コーティング、グラビアコーティング、直接ブレードコーティング、ロールコーティング、エアドクターコーティング、および絞り（ｓｑｕｅｅｚｅ）コーティングが挙げられる。これらの既知の方法には、いくつかの問題がある。ナイフコーティングは、基材のほぼ完全な表面被覆（ｃｏｖｅｒａｇｅ）をもたらし、それにより、その多孔性および透過性特性を変える。基材のほんのわずかな透過性だけが、主として、乾燥後、コーティング上に現れる亀裂によって、維持される。ホットメルトコーティングは、それがどのように付与されるかによっては、基材の繊維間にコーティングの三次元ドットまたは島をもたらし、シート材料の細孔のいくつかが完全に被覆され、いくつかが部分的に被覆されることがある。

従来の方法に使用されるコーティングラインは、投資の点で、大きく、費用がかかる。これらの方法は、多くのコーティング材料を堆積させなければならない点で、柔軟でなく、これは、また、より少ない材料が、コーティングされたシートの最終用途に十分である状況において、経済的に魅力がない。溶液または分散液コーティングは、高温に曝すことによって、コーティングまたは基材が損傷されないように、またはそれらの特性が変わらないように、溶媒または分散液体を蒸発させることによって、乾燥させなければならず、これは、ゆっくりした、費用のかかる工程である。さらに、溶媒ベースのコーティングにおいて、溶媒回収が必要であり、これは、このプロセスにコストおよび複雑さを加える。ホットメルトとして付与されるコーティングは、しばしば、基材の熱特徴を変え、それらの元の特性を損なう。別の問題は、コーティングされていない基材の空気透過性および／または多孔性が、いったんコーティングが付与されると、ほとんど常に犠牲になることである。シート材料の空気透過性または多孔性を影響されないままにしながら、特定の所望の特性を、高めるか、シート材料に与えることが望ましい。

特許文献１（イアリジス（Ｙｉａｌｉｚｉｓ））は、少なくとも１つのプラズマ処理された表面を有する第１のポリマーベースフィルムと、ベースフィルムのプラズマ処理された表面に沿って配置された少なくとも第２の薄いアクリレートポリマーフィルムとを含んでなるハイブリッドフィルムを開示している。アクリレートフィルムは、官能基化されたアクリレートモノマーまたはオリゴマーを架橋することによって形成される。ハイブリッドフィルムは、１つもしくはそれ以上の金属コーティングまたはセラミックコーティングをさらに含んでなってもよい。ハイブリッドフィルムを形成する連続プロセスは、真空チャンバ内で行われ、それは、ベースフィルムをプラズマ処理して、フィルムを官能基化し、その後、アクリレートモノマーをベースフィルム上に蒸着し、次に、放射線重合してモノマーを架橋することからなる。ハイブリッドフィルムは、バリヤ特性を向上させるための、食品パッケージングを含むいくつかの用途に有用である。食品パッケージング用途において、アクリレートコーティングは、典型的には厚さが０．５〜２μｍであることが開示されている。

特許文献２（イアリジス（Ｙｉａｌｉｚｉｓ）ら）は、多官能アクリレートモノマーが移動可能な基材上で凝縮するような温度で維持された移動可能な基材上に、真空下で、多官能アクリレートモノマーの蒸気を堆積させることによって、可撓性基材を薄い「実質的に連続的な」フィルムでコーティングする方法を開示している。次に、フィルムを重合させるために、フィルムを放射線に曝す。アクリレートモノマーコーティングは、厚さが、４μｍ未満であり、好ましくは２μｍ未満であり、おそらくは０．１μｍの薄さであるように形成してもよい。そのようなコーティングは、さまざまな用途に使用される金属または他の基材のための食品パッケージングおよび保護コーティングに有用であるとして開示されている。特許文献３（ショー（Ｓｈａｗ）ら）は、特許文献２（イアリジスら）のプロセスを何回も繰返して、４，０００以上もの層を有する多層の薄いフィルム構造を形成する、同様のプロセスを開示している。

特許文献４および特許文献５は、基材をプラズマで処理し、アクリレートモノマーでコーティングし、その後、モノマーを放射線重合させる、基材をコーティングするプロセスを開示している。プラズマは、中空カソードを使用して発生させ、電磁または磁気集束手段を使用して、基材の表面に集束させる。特許文献４によれば、モノマーコーティングは、毛管ドリップシステムを使用して、溶液浴中に浸漬することによって、または蒸着によって、付与してもよい。特許文献５によれば、モノマーを蒸着によって付与する。特許文献５は、また、特に製紙布などの、産業サイズの連続基材を処理する装置を開示している。

ウェブ表面を無機および有機組成物でコーティングする真空蒸着ポリマーコーティングに有用なシステムおよび装置が、非特許文献１に記載されている。このシステムは、表面をプラズマで処理して、低分子量材料を除去し、かつ、表面を極性基で官能基化し、真空蒸着コーティングによって、放射線硬化性アクリレートなどの材料を表面上に堆積させ、電子ビームまたは紫外線ランプのいずれかでアクリレートを重合させることを含む。開示されたコーティングされた基材の用途の中に、高バリヤフィルム、印刷可能なフィルム、および不織布がある。

特許文献６、特許文献７、および特許文献８（アフィニト（Ａｆｆｉｎｉｔｏ））は、真空中への注入前にモノマー材料を脱気する工程を含む、真空下で固体ポリマー層を形成するプロセスおよび装置を開示している。真空中でポリマー層を形成することの利点は、光開始剤が重合に必要でないこと、重合がより速いこと、ポリマー中の不純物がより少ないこと、およびポリマーが、より高い密度と、より滑らかな仕上げ表面とを有することであるといわれている。

特許文献９は、ポリプロピレン、ポリエステル、またはナイロンシート材料などの基材を、架橋されたアクリレートおよび金属層でコーティングするプロセスを開示している。アクリレートモノマーを、フラッシュ蒸発器を使用して蒸発させ、アクリレートをモノマーフィルムとしてシート上に凝縮し、その後、電子ビームまたは紫外光による照射によってフィルムを重合させる。シート材料上のアクリレートの接着力を、コーティング直前のプラズマ処理によって高める。プラズマ処理およびコーティングの両方を真空下で行う。結果として生じるコーティングされたシートは、低酸素透過性を有し、食品パッケージングに特に有用である。

特許文献１０および特許文献１１（ショー（Ｓｈａｗ）ら）は、分子量が２００〜３０００のケイ素含有およびフッ素含有アクリレートプレポリマーを、シート材料上に蒸着し、放射線重合させるプロセスによって製造された、アクリレートポリマー剥離コーティングでコーティングされた、紙およびフィルムを含むシート材料を開示している。厚さが０．５〜１μｍのコーティング層が開示されている。

米国特許第６，０８３，６２８号明細書 米国特許第４，８４２，８９３号明細書 米国特許第５，０３２，４６１号明細書 国際公開第９９／５９１８５号パンフレット 国際公開第９９／５８７５６号パンフレット 米国特許第５，２６０，０９５号明細書 米国特許第５，５４７，５０８号明細書 米国特許第５，３９５，６４４号明細書 国際公開第９８／１８８５２号パンフレット 米国特許第５，８１１，１８３号明細書 米国特許第５，９４５，１７４号明細書 アール・イー・エルワンガー（Ｒ．Ｅ．Ｅｌｌｗａｎｇｅｒ）、エム・ジー・ミカエル（Ｍ．Ｇ．Ｍｉｋｈａｅｌ）、エー・イアリジス（Ａ．Ｙｉａｌｉｚｉｓ）、およびエー・ボーフェルフェル（Ａ．Ｂｏｕｆｅｌｆｅｌ）、「プラズマ処理およびポリマーコーティングによるウェブ表面の真空官能基化）（Ｖａｃｕｕｍ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｂ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｖｉａ Ｐｌａｓｍａ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ）」、バキューム・テクノロジー＆コーティング（Ｖａｃｕｕｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＆ Ｃｏａｔｉｎｇ）（２００１年２月）

不織布または紙などの少なくとも１つの繊維シート、および第２のシートが、ともにヒートシールされて、無菌医療用デバイスなどの物品を収容することができるポケットを形成している現在の医療用パッケージングでは、繊維引裂が、重要な問題である。繊維引裂は、パッケージを開ける間に（すなわち、２つのヒートシールされたシートを互いから剥離すると）発生し、繊維シートの表面から繊維または繊維束を分離することによって始まる。繊維引裂は、医療用パッケージングの場合、それにより手術室の滅菌野に異質粒子が導入されるので、受入れられない。繊維シールシートの透過性に大きく影響を及ぼすことなく、少なくとも１つの繊維シートを含むヒートシールされたパッケージから繊維引裂の発生をなくすことが望ましい。

さらに、ヒートシールされたシートの表面上、特に医療用パッケージング上に、印刷情報を提供することが、しばしば必要である。しかし、ヒートシールされたシートとして使用される基材の性質によっては、そのような印刷が、かなり容易に表面からこすり落とされることがある。ヒートシールされたシート／パッケージへのインク接着を高める、そのような基材上のコーティングを提供することが望ましい。

さらに、手術着、マスク、無菌布、ブーツなどを製造するのに用いられる医療分野などの保護環境において使用される多くのシート材料は、化学的または生物学的危険を提示することがある流体との接触を受けやすい。したがって、そのような材料は、典型的には、流体しみ通し（ｓｔｒｉｋｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ）、特に医療分野における血液しみ通しに対するそれらの耐性に関して、評価される。着用者が、そのような衣類を着用しているとき、依然として快適でありながら、流体しみ通しからの増した保護を受けるように、シートの空気透過性に著しく影響を及ぼすことなく、流体しみ通し耐性を高める、そのようなシート材料のためのコーティングを提供することが望ましい。

一実施形態において、本発明は、フラッシュ紡糸網状フィラメント（ｆｌａｓｈ ｓｐｕｎ ｐｌｅｘｉｆｉｌａｍｅｎｔａｒｙ）不織布シート、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート、スパンレース（ｓｐｕｎ−ｌａｃｅｄ）ポリエステル／木材パルプ複合シート、および紙よりなる群から選択される気体透過性シート材料と、その少なくとも１つの面を被覆するポリマーコーティングとを含んでなるコーティングされた多孔性シート材料であって、コーティングされたシート材料の透過性が、コーティングのない同等のシート材料の透過性に実質的に等しい、コーティングされた多孔性シート材料に関する。

別の実施形態において、本発明は、繊維と繊維間の隙間空間とを含んでなる、フラッシュ紡糸網状フィラメント不織布シート、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート、スパンレースポリエステル／木材パルプ複合シート、および紙よりなる群から選択されるシートと、オリゴマー、ポリアクリレート、低分子量（ＭＷ）ポリマー、およびそれらの混合物よりなる群から選択される化合物を含んでなる、シートの少なくとも１つの面上のコーティングとを含んでなるコーティングされた繊維シートであって、コーティングが、繊維を被覆し、隙間空間を実質的に被覆されないままにする、コーティングされた繊維シートに関する。

繊維シートを含んでなる第１の材料であって、第１の材料が、少なくとも１つの面を被覆するコーティングを有し、コーティングが、厚さが約０．０５〜約５μｍのポリアクリレートを含んでなる、第１の材料と、第２の材料とを含んでなるヒートシール可能なパッケージであって、第１の材料および第２の材料が協働して、物品を収容することができる空隙を形成するように、第１の材料のコーティングされた面の部分を第２の材料にヒートシールすることができる、ヒートシール可能なパッケージ。第１の材料は、好ましくは、フラッシュ紡糸網状フィラメント不織布シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート、および繊維紙よりなる群から選択される。

（ａ）繊維と、繊維間の隙間空間とを含んでなる、フラッシュ紡糸網状フィラメント不織布シート、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート、スパンレースポリエステル／木材パルプ複合シート、および紙よりなる群から選択される繊維基材を選択する工程と、（ｂ）モノマー、オリゴマー、もしくは低ＭＷポリマー、またはそれらの溶液もしくはスラリーを噴霧化する工程と、（ｃ）フラッシュ蒸発器内で、モノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーを気化させる工程と、（ｄ）実質的に基材の繊維の表面上のみで、蒸気を凝縮する工程と、（ｅ）凝縮物を凝固させて、コーティングを形成する工程とを含んでなる方法によって製造されたコーティングされた繊維シートであって、工程（ｃ）〜（ｅ）が、約１．３３×１０^−３〜１．３３×１０^−７ｋＰａの真空の環境において実施され、コーティングが、基材の繊維を被覆し、繊維間の隙間空間を実質的に被覆されないままにする、コーティングされた繊維シート。

本発明のより完全な説明を、次の図面を参照する、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明で提供する。

本発明者らは、さまざまな非常に薄いポリマーコーティングをさまざまな基材上に蒸着することによって、上で列挙された所望の効果が得られることを発見した。蒸着コーティングの厚さは、意図された用途に依存する。たとえば、撥水性、撥アルコール性、または撥油性（ｗａｔｅｒ， ａｌｃｏｈｏｌ ｏｒ ｏｉｌ ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ）が重要である用途の場合、厚さは、数十ナノメートルであることができる。基材をヒートシールしてパッケージを形成する用途の場合、コーティングは、より厚くてもよく、たとえば、０．０５〜５μｍであってもよい。いずれにせよ、蒸着コーティングの厚さは、好ましくは、およそ繊維基材の表面上の繊維の直径である。したがって、十分なコーティング材料が、意図された用途に提供され、蒸着コーティングは、繊維間の隙間空間を被覆することなく、繊維の表面形態に適合する。基材の透過性が影響される前に許容できる最大コーティング厚さは、基材の多孔性、すなわち、コーティングによって充填することができる空隙空間、およびコーティングの多孔性に依存する。

本発明のコーティングされた基材を製造するのに用いられるプロセスが、図１に示された概略図によって示されている。このプロセスは、基材をプラズマ処理する任意の最初の工程と、基材を蒸着コーティングする工程と、任意のコーティングの重合の工程とを含む。このプロセスは、１．３３×１０^−３〜１．３３×１０^−７ｋＰａの雰囲気で維持された真空チャンバ８内で行われる。コーティングすべき基材１６は、供給ロール１２から供給される。

基材１６の表面は、緩く保持された低分子量化合物を除去し、その表面を官能基化するために、最初に、場合により、プラズマに曝される。その結果として、基材の表面エネルギーが修正されて、凝縮蒸気によってその濡れを向上させる。プラズマ処理は、米国特許第６，０６６，８２６号明細書、国際公開第９９／５８７５７号パンフレット、および国際公開第９９／５９１８５号パンフレットに開示されているような装置１４によって行ってもよい。

次に、基材は、フラッシュ蒸発装置１８を使用するフラッシュ蒸着プロセスによって、放射線重合可能なモノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーでコーティングされ、このプロセスおよび装置は、米国特許第４，７２２，５１５号明細書、米国特許第４，６９６，７１９号明細書、米国特許第４，８４２，８９３号明細書、米国特許第４，９５４，３７１号明細書、米国特許第５，０３２，４６１号明細書、および米国特許第５，０９７，８００号明細書に記載されており、これらのすべてを、引用により、本明細書に援用する。液体またはスラリーの形態の、放射線重合可能なモノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーは、均一なコーティングを作るために、入口管１９を通って連続流で提供されるべきである。放射線重合可能なモノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーの液体またはスラリーは、好ましくは、米国特許第５，５４７，５０８号明細書に記載されているように、真空チャンバ内に蒸気として注入する前に脱気される。１を超えるコーティングが望まれる場合、複数のフラッシュ蒸発装置１８および１９を直列に使用することができるか、または、付加的なコーティングが基材１６の反対側の表面上に望まれる場合、図１に示されているように、付加的なフラッシュ蒸発装置２０および２１を設けることができる。

蒸着の間、コーティングすべき基材を冷却することは、米国特許第４，８４２，８９３号明細書および国際公開第９８／１８８５２号パンフレットに記載されているように、モノマー／オリゴマー凝縮の効率を高める。これは、蒸着の間、米国特許第４，８４２，８９３号明細書におけるように、基材を、冷却されたドラムの上を通過させることによって達成してもよい。このために、蒸着前に基材を冷却するように配置されたクリオプレート（Ｃｒｙｏｐｌａｔｅｓ）（図示せず）も、使用してもよい。

凝縮されたコーティングは、たとえば、電子ビーム源または紫外線源などの放射線源２２を使用してモノマーを重合させることによって、および／またはオリゴマーまたは低ＭＷポリマーが冷却すると自然凝固によって、基材の表面上への凝縮後、数ミリ秒以内に凝固される。いくつかの場合、放射線源によって、オリゴマーをさらに重合させるか架橋することができる。電子ビーム銃が選択される場合、電子のエネルギーは、引用により、本明細書に援用する米国特許第６，０８３，６２８号明細書に記載されているように、コーティングをその全厚さで重合させるのに十分でなければならない。モノマー／オリゴマーコーティングの重合は、また、米国特許第４，８４２，８９３号明細書、米国特許第４，９５４，３７１号明細書、および米国特許第５，０３２，４６１号明細書に記載されている。室温で固体であるオリゴマーまたは低ＭＷポリマーの場合、米国特許第６，２７０，８４１号明細書に記載されているように、重合が必要でないであろう。最後に、コーティングされた基材は、巻取りロール２４上に巻取られる。

コーティングの厚さは、蒸着プロセスに使用されるフラッシュ蒸発器の線速度および蒸気流量によって制御される。コーティング厚さが増すにつれて、電子がコーティングを貫通し効果的な重合を行うために、電子ビームのエネルギーを調整しなければならない。たとえば、１０ｋＶおよび１２０ｍＡにおける電子ビームは、厚さ２μｍまでのアクリレートコーティングを効果的に重合させることができる。

上記プロセスを、不織布シートまたは紙などの繊維基材１６に適用して、コーティングされた繊維シートを形成してもよいことがわかった。本発明に使用される適切な不織布シートとしては、フラッシュ紡糸網状フィラメント不織布シート、スパンボンド溶融紡糸ウェブおよび複合シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート、スパンレースポリエステル／木材パルプ複合シートなどが挙げられる。

本発明の実施形態である、いくつかの新たな製品を生成するために、上述されたプロセスが用いられている。

本発明の一実施形態において、コーティングされたシート材料の透過性が、コーティングのない同等のシート材料の透過性に実質的に等しいように、すなわち、コーティングが、明らかに、材料の透過性に実質的に影響を及ぼさないように、ポリマー材料で少なくとも１つの面を被覆するように、多孔性シート材料がコーティングされている。「実質的に等しい透過性」とは、コーティングされたシート材料の透過性が、コーティングされていないシート材料の透過性の６４％以内であることを意味し、これは、コーティングされていないタイベック（Ｔｙｖｅｋ）（登録商標）フラッシュ紡糸網状フィラメントポリエチレンシートの空気透過性の通常のばらつきである。「同等のシート材料」という用語は、コーティングされる前のコーティングされたシート材料に使用されるのと同じシート材料を指す。「透過性」という用語は、ここで、特定のシート材料について最も適切なテストによって測定されるような、気体透過性、特に空気透過性を意味するように定義する。たとえば、いくつかの材料の場合、これはガーリー・ヒル多孔性（Ｇｕｒｌｅｙ Ｈｉｌｌ Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）であり、他の材料の場合、それはフレージャー透過性（Ｆｒａｚｉｅｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）である。「被覆する（ｃｏｖｅｒ）」または「被覆する（ｃｏｖｅｒｉｎｇ）」とは、コーティング材料の一連の別個のパッチでコーティングされ、繊維表面のかなりの部分をコーティングされないままにする布と異なり、シート材料の繊維表面全体がコーティング材料でコーティングされていることを意味する。

本発明のこの実施形態に使用される多孔性シート材料としては、気体および／または液体透過性である不織布シートおよび紙が挙げられる。本発明での使用に適した不織布シート材料の好ましい例は、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー・インコーポレイテッド（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）から入手可能な、高密度ポリエチレンから製造された、タイベック（登録商標）などの、フラッシュ紡糸網状フィラメントフィルム−フィブリル材料である。適切なフラッシュ紡糸網状フィラメントフィルム−フィブリル材料は、また、ポリプロピレンから製造してもよい。本発明のこの実施形態に有用な不織布シートの他の例としては、スパンボンド溶融紡糸ウェブおよび複合シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート（ＳＭＳ）、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート（ＳＦＳ）、およびソンタラ（Ｓｏｎｔａｒａ）（登録商標）などのスパンレースポリエステル／木材パルプ複合シート、ならびに木材パルプまたは再生紙などの繊維材料から製造された紙が挙げられる。これらの異なったシート材料は、異なった用途に有用である。たとえば、本発明によれば、コーティングされたタイベック（登録商標）およびコーティングされた紙は、ヒートシールされたパッケージング（たとえば、医療用パッケージング）に使用するのに特に適しており、繊維引裂の発生を低減する。コーティングされたＳＭＳ、コーティングされたＳＦＳ、およびコーティングされたソンタラ（登録商標）は、医療用手術着、外科用無菌布などの、液体の反撥性（ｒｅｐｅｌｌｅｎｃｙ）が重要である用途に有用である。

本発明のこの実施形態による、コーティング厚さが約０．５μｍまでの、コーティングされたタイベック（登録商標）シートの静水頭は、また、驚いたことに、コーティングされていないタイベック（登録商標）シートの静水頭に実質的に等しいことがわかった。これは、水が、本質的に疎水性であるタイベック（登録商標）の表面上を濡らし広がることを可能にする親水性コーティングの場合、特に予期しなかった。「実質的に等しい静水頭」とは、コーティングされたタイベック（登録商標）シートの静水頭が、コーティングされていないタイベック（登録商標）シートの静水頭の３４％以内であることを意味し、これは、タイベック（登録商標）の静水頭の通常のばらつきの範囲内である。０．５μｍを超えるコーティング厚さの場合、蒸着コーティングされたタイベック（登録商標）の静水頭のばらつきが、コーティングされていないタイベック（登録商標）の静水頭の７５％以内であることを観察した。

本発明の別の実施形態によれば、多孔性繊維シート材料が、シート材料の繊維が個別にコーティングされ、繊維間の隙間空間をコーティング材料によって実質的に被覆されないままにするようにコーティングされている。「実質的に被覆されていない」とは、繊維間の隙間空間の少なくとも３５％がコーティングのないことを意味する。

コーティングされた基材のコーティング層に使用される適切な材料としては、真空適合性モノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマー、およびそれらの混合物が挙げられる。真空適合性モノマー、オリゴマー、または低ＭＷポリマーは、熱劣化または重合することなく、蒸発器内で急速に蒸発するのに十分な高い蒸気圧力を有するべきであり、同時に、真空システムを破壊するほどの高い蒸気圧力を有するべきでない。蒸発の容易さは、分子量、およびモノマー、オリゴマー、またはポリマー内の分子間力に依存する。典型的には、本発明に有用な真空適合性モノマー、オリゴマー、および低ＭＷポリマーの重量平均分子量は、約１２００までであることができる。本発明に使用される真空適合性モノマーは、単独でまたは光開始剤の助けを伴って、放射線重合可能であるべきであり、ヒドロキシル官能基、エーテル官能基、カルボキシル官能基、スルホン酸官能基、および他の官能基で官能基化されたアクリレートモノマーが挙げられる。真空適合性オリゴマーまたは低分子量ポリマーとしては、上述されたように官能基化されたジアクリレート、トリアクリレート、およびより高分子量のアクリレート、脂肪族、脂環式、または芳香族のオリゴマーまたはポリマー、ならびにフッ素化アクリレートオリゴマーまたはポリマーが挙げられる。本発明に有用な、非常に小さい分子間相互作用を示すフッ素化アクリレートの重量平均分子量は、約６０００までであることができる。好ましいアクリレートは、分子内に、少なくとも１つの二重結合、好ましくは少なくとも２つの二重結合を有し、高速重合をもたらす。本発明のコーティングに有用なアクリレートの例およびそれらのアクリレートの平均分子量は、米国特許第６，０８３，６２８号明細書および国際公開第９８／１８８５２号パンフレットに記載されている。

コーティング材料は、架橋された親水性化合物または組成物であってもよい。そのような化合物の例は、ヒドロキシル基、エーテル基、カルボン酸基、スルホン基、およびアミン基などの基で官能基化されたモノ−、ジ−、およびトリ−アクリレートである。そのような材料は、印刷基材として使用されるべき不織布シートおよび紙シートのコーティングとして特に適している。架橋された親水性化合物でコーティングされたシート材料のインク接着力は、向上される。本発明によってコーティングされたタイベック（登録商標）上のフレキソ印刷からのインクピックオフ（ｐｉｃｋ−ｏｆｆ）は、コーティングされていないタイベック（登録商標）の同様の印刷と比較して、事実上存在しない。また、本発明によってコーティングされたタイベック（登録商標）上のフレキソ印刷からガソリンでこするときのインクこすり落とし耐性は、コーティングされていないタイベック（登録商標）と比較して、事実上なくなる。そのような材料は、また、ヒートシール用途に使用されるべきシートのコーティングとして適している。

代わりに、コーティング材料は、疎水性化合物または組成物であってもよい。コーティング材料は、本発明の１つの好ましい実施形態による、架橋可能な疎水性かつ疎油性のフッ素化アクリレートであってもよい。そのようなコーティングは、一般に、撥アルコール性、撥水性、および／または撥油性が望ましい用途に有用である。架橋可能な疎水性かつ疎油性のフッ素化アクリレートがコーティング材料として使用される場合、本発明のコーティングされた不織布シートの撥アルコール性／撥水性評価が、６〜１０であることができることがわかった。１０の評価は、１滴のニートなイソプロパノールが、シートを浸透しないが、むしろ、表面上に残ることを意味する。コーティングされたシートの撥油性評価は、また、３〜６であることができる。そのようなコーティングされた不織布シート材料は、血液または流体しみ通しが回避されることが求められる医療用衣類用途に特に有用である。この用途に有用な医療用衣類（たとえば、手術着、マスク、ブーツなど）に使用される典型的なシート材料は、タイベック（登録商標）などのフラッシュ紡糸網状フィラメントフィルム−フィブリル構造、スパンボンド溶融紡糸ウェブおよび複合シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート（ＳＭＳ）、スパンボンド−フィルム−スパンボンド複合シート（ＳＦＳ）、ソンタラ（登録商標）などのスパンレースポリエステル／木材パルプ複合シートなどである。反撥性の厳密なレベルは、コーティング材料の性質および不織布シート上に存在するコーティングの量に依存し、これは、コーティングラインの速度、基材上に凝縮する蒸気の流量、および電子ビームまたはＵＶ放射線の重合効率に依存する。反撥性のレベルは、また、不織布シートが製造される材料、不織布シートの構造、ならびにその多孔性および細孔径分布に依存する。たとえば、ＳＭＳ構造は、典型的にはより多孔性であり、それにより、それらに反撥性を与えることは、医療用パッケージングに使用されるタイベック（登録商標）構造に反撥性を与えるより難しい。本発明の一実施形態によれば、疎水性フッ素化アクリレートでコーティングされた繊維シート材料を、吸収性親水性コーティングでさらにコーティングしてもよい。

架橋可能な疎水性かつ疎油性のフッ素化アクリレートが紙上のコーティング材料として使用される場合、コーティング前に撥アルコール性／撥水性または撥油性を有さない紙は、同様にコーティングされた不織布に匹敵する撥アルコール性／撥水性および撥油性を示すことがわかった。そのようなコーティングされた紙は、医療用途に特に有用である。

本発明のコーティングされたシート材料が、コーティングされたシート材料のコーティングされた表面が、第２の材料にヒートシールされて、物品を収容することができるポケットを形成するパッケージングに使用するのによく適していることがわかった。そのようなパッケージングは、外科用器具などの医療用デバイスをパッケージングするために通常使用され、これらは、パッケージ内で滅菌され、かつ、使用されるためにパッケージから取出されるとき、無菌のままである必要がある。本発明によるヒートシールされたパッケージの断面図が、図３に示されている。パッケージ４０は、第２の材料３４にヒートシールされたコーティング３３を上に有する第１のシート材料３２を含んでなり、コーティングされたシートおよび第２の材料は、協働して、物品３５を収容することができる空隙を形成する。医療用パッケージングに有用であるために、シート材料は、滅菌気体に対して多孔性でなければならない。第２の材料は、スパンボンド網状フィラメント不織布シートなどであるがそれに限定されない不織布シートを含んでなってもよく、また、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）などのコーティングされたポリマーフィルム、ポリ（エチレン−コ−ビニルアセテート）で共押出しされたサーリン（Ｓｕｒｌｙｎ）（登録商標）（すなわち、ＥＶＡ／サーリン（登録商標）／ＥＶＡ）などの熱成形可能なフィルム、ナイロン、予備成形されたトレイまたは紙を含んでなってもよい。好ましくは、ヒートシールされたパッケージング用途において、シート材料上のコーティングは、図２に示されているように、２つの層を含んでなる。シート材料２６に隣接した第１の層２８は、ポリアクリレートであり、第１の層に隣接した第２の層２９は、炭化水素オリゴマーおよび／またはポリ（アクリレート）オリゴマーの混合物である。

たとえば、一方の面を第２の材料にヒートシールしてパッケージを形成すべきであり、かつ、他方の面を印刷すべきである場合、第１のシート材料の両面をコーティングしてもよい。再び、図２を参照すると、ヒートシールされたパッケージングに使用されるシート３０は、また、印刷適性を高めるために、第１の層２８と反対側の表面上にコーティング３１を含んでなってもよい。

本発明の利点は、本発明のコーティングされた繊維シート材料から製造されたヒートシールされたパッケージを開けるとき、すなわち、ヒートシールされたシートが互いから分離されるときの繊維引裂の発生が事実上なくなることである。これは、剥離が、繊維シートの表面上で直接発生しないためであると考えられる。単層コーティングの場合、剥離は、単層コーティングと第２の材料との間で発生する。これは、また、繊維シートを２つのコーティング層でコーティングすることによって、かつ、コーティング層の接着強度およびヒートシール強度を適切に選択することによって行われる。第１のコーティング層２８は、第１のコーティングと第２のコーティングとの間の接着力および第２のコーティングと第２の材料との間の接着力より大きい、基材への接着力を有する、熱硬化性の架橋されたポリアクリレートの保護層であることができる。第１のコーティング層に直接付与された第２のコーティング層２９は、コーティングされたシートと協働してパッケージを形成する第２のシート材料、典型的には熱成形可能なフィルムにヒートシール可能な、炭化水素オリゴマー、または炭化水素オリゴマーと官能基化されたアクリレートオリゴマーとのブレンドを含んでなる。第２のコーティング層は、第１のコーティング層に接着しなければならず、かつ、第１のコーティング層の第１のシートへの接着力より小さいヒートシール強度で、第２の材料に接着しなければならならない。

コーティングの総厚さは、約０．０５〜５マイクロメートル、好ましくは約０．２〜３マイクロメートル、より好ましくは約０．２〜２マイクロメートルであることができる。特に好ましい実施形態において、保護ポリアクリレート層の厚さは、約１マイクロメートルであり、炭化水素オリゴマーを含んでなるヒートシール可能な層の厚さは、約１マイクロメートルである。

第１のシートが繊維シート材料であり、かつ、第２の材料がフィルムである特定の医療用パッケージングの場合、典型的には、第１のコーティング層と第２のコーティング層との間の接着強度が、約１７５〜約３５０Ｎ／ｍであり、これは、また、第２の層とフィルムとの間のシール強度のレベルであるべきである。これらの条件が満たされた場合、剥離は、２つのコーティング層の間、または第２のコーティング層とフィルムとの間で、繊維シート材料の表面から離れて発生する。次に、剥離は、２つの方法のうちの１つで発生する。第１のコーティング層が、繊維シート材料上に残り、かつ、第２のコーティング層が、第１のコーティング層から剥離するか、または、両方のコーティング層が、繊維シート材料上に残り、かつ、フィルムが、第２のコーティング層から剥離する。いずれの場合も、剥離は、露出した繊維シート材料表面上で直接発生せず、したがって、パッケージが開けられるとき、実質的に繊維引裂が生じない。「実質的に繊維引裂がない」とは、以下で例示されるように、開けられたパッケージの少なくとも９０％で不織布シートに繊維引裂が発生しないことを意味する。

繊維引裂を低減することは、本質的に、穿刺、引裂伝播、および繊維引裂に対する耐性がより低い繊維紙の場合、特に難しい。本発明による、繊維紙の表面に１つまたは２つのコーティング層を付与することは、剥離が表面上で直接発生しないことを確実にし、かつ、繊維引裂に対する性能を著しく向上させる。

ヒートシール用途の一実施形態によれば、第１のコーティング層は、繊維引裂を防止するために、架橋されたポリアクリレートベースの配合物を含んでなり、第２のコーティング層は、ヒートシールのために、熱可塑性オリゴマー／ポリマー、またはオリゴマーの混合物、またはオリゴマーとポリアクリレートとの混合物を含んでなる。疎水性炭化水素オリゴマーは、脂肪族、脂環式、または芳香族であってもよい。炭化水素オリゴマーのコーティングの場合、炭化水素オリゴマーが、凝縮および冷却すると容易に凝固するので、重合工程が必要でない。ヒートシール用途に有用な材料は、基材または第２の材料の特性を損傷するか変えることなく、頑丈なシールを製造することができる温度、ドエル時間、および圧力で、軟化または溶融しなければならない。脂肪族、脂環式、および芳香族炭化水素オリゴマー、ならびにそれらと官能基化されたアクリレートモノマーとのブレンドは、これらの要件を満たすのに有用な出発材料である。

炭化水素オリゴマーは、疎水性であるが、撥油性または撥アルコール性でなく、したがって、それらは、アルコールおよび油の反撥性が必要な用途に使用すべき本発明の実施形態の外側のコーティング層として有用でない。

付加的なコーティング層を第１のコーティング層上に堆積させてもよい。厚すぎるコーティングは、シート材料の空気透過性の低下をもたらすことがあるが、本発明のこの実施形態によれば、繊維間の隙間空間は、コーティング材料によって実質的に被覆されないままである。

本発明によるヒートシール用途に使用される疎水性炭化水素オリゴマー化合物で一方の表面がコーティングされた不織布シートまたは紙シートは、また、基材の静水頭特性を損なうことなく、パッケージデザインなどの印刷のための良好なインク接着力をもたらすために、反対側の表面を架橋可能な親水性コーティングでコーティングしてもよい。

上記実施形態のいずれにおいても、コーティング材料は、コーティングされたシート材料の表面に色を与えるために顔料または染料を含んでもよい。シートの両面が、異なったコーティング材料でコーティングされた場合、結果として生じるシートは、各面で異なった色を有してもよい。蒸着プロセスの間、コーティングされたシートに所望のデザインを与えるために、蒸気が蒸発器を出るスリットとコーティングすべきシートとの間にマスクを配置することができる。

上記実施形態のいずれにおいても、コーティング材料は、帯電防止機能および抗菌機能を与えるための添加剤を含む、他の既知の添加剤を含んでもよい。

本発明のさらに別の実施形態によれば、コーティングされたシートが、不織布シートまたは紙ではなく、ポリマーフィルムである以外は、上述されたように、ヒートシールされたパッケージが提供される。好ましくは、フィルムは、ヒートシールされる面が、ポリアクリレートのここで説明されたような配合物でコーティングされ、次に、ポリアクリレートを含有する疎水性組成物でコーティングされる。フィルムの反対側の面は、また、フィルムを印刷すべき場合、良好なインク接着力を促進するために、親水性化合物または組成物でコーティングしてもよい。コーティングの厚さは、０．０５−２μｍである。

本発明で実現される向上した特性は、次の非限定的な実施例によって、より明らかになるであろう。

次の非限定的実施例において、次のテスト方法を用いて、さまざまな報告された特徴および特性を定めた。ＡＳＴＭは、アメリカ材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を指す。ＩＳＯは、国際標準化機構（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）を指す。ＴＡＰＰＩは、紙パルプ技術協会（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）を指す。

坪量は、引用により、本明細書に援用され、かつ、ｇ／ｍ^２で報告されるＡＳＴＭ Ｄ−３７７６によって定めた。

ヒートシールのシール強度は、ＡＳＴＭ Ｆ８８−００に従って測定した。ロードセルは、２．２４８ｌｂｓ（１０ニュートン）に設定した。

ヒートシールのシール完全性は、ＡＳＴＭ Ｆ１９２９−９８に従ってテストした。

静水頭は、引用により、本明細書に援用され、かつ、水のｃｍで報告されるＩＳＯ ８１１を使用して、測定した。このテストは、静荷重下における液体水の浸透に対するシートの耐性を測定する。１００ｃｍ^２のサンプルをシャーリー静水頭試験機（Ｓｈｉｒｌｅｙ Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ Ｈｅａｄ Ｔｅｓｔｅｒ）（英国ストックポートのシャーリー・ディベロップメンツ・リミテッド（Ｓｈｉｒｌｅｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｓｔｏｃｋｐｏｒｔ，Ｅｎｇｌａｎｄ）によって製造される）に取付ける。３点の漏れが表面上に現れるまで、サンプルの一方の面に対して水をポンピングする。

撥油性は、次の通りに測定した。表１の各溶液の１滴を、測定すべきシートの表面上に堆積させた。特定の溶液（１−６）の液滴が、５分以内に表面を濡らさない場合、表面は、その液体に対して親和性に欠けると考えられる。

撥アルコール性／撥水性は、次の通りに測定した。％イソプロパノールに従って１〜１０の番号を付けられた（番号は、１０で割った％イソプロパノールを表す）１０の異なったアルコール水溶液の各々からの１５の小滴を、測定すべきシートの幅に沿って２．５４ｃｍ離して置いた。テストされるシートの幅は、蒸着コーティングされたロールサンプルの幅に対応する。５分後、各小滴を、濡れおよびシートの他方の面への浸透の形跡について検査する。シートの撥アルコール性／撥水性は、シートが濡れの形跡を示すことを引起したアルコール／水溶液の番号引く１として計算し、これは、また、濡れおよびシートの他方の面への浸透の形跡のなかった溶液の最大番号である。

ガーリー・ヒル多孔性（Ｇｕｒｌｅｙ Ｈｉｌｌ Ｐｏｒｏｓｉｔｙ）は、気体に対するシート材料のバリヤの尺度である。特に、それは、ある体積の気体が、特定の圧力勾配が存在する材料の領域を通過するのにどのくらいかかるかの尺度である。ガーリー・ヒル多孔性は、ローレンツェン＆ベットレーモデル（Ｌｏｒｅｎｔｚｅｎ ＆ Ｗｅｔｔｒｅ Ｍｏｄｅｌ）１２１Ｄデンソメータ（Ｄｅｎｓｏｍｅｔｅｒ）を使用して、ＴＡＰＰＩ Ｔ−４６０ ｏｍ−８８に従って測定する。このテストは、１００立方センチメートルの空気が、水約１２．４５ｃｍの圧力下で、直径２．５４ｃｍのサンプルに押通される時間を測定する。結果は、秒で表され、通常、ガーリー秒（Ｇｕｒｌｅｙ Ｓｅｃｏｎｄｓ）と呼ばれる。

フレージャー透過性（Ｆｒａｚｉｅｒ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）は、多孔性材料の空気透過性の尺度であり、ｍ^３／ｍ^２／分の単位で報告される。それは、１．２７ｃｍの水の差圧で材料を通る空気流の体積を測定する。サンプルを通る空気の流れを測定可能な量に制限するために、オリフィスを真空システムに取付ける。オリフィスのサイズは、材料の多孔性に依存する。フレージャー透過性は、校正されたオリフィスを備えたシャーマン・Ｗ・フレージャー・カンパニー（Ｓｈｅｒｍａｎ Ｗ．Ｆｒａｚｉｅｒ Ｃｏ．）デュアルマノメータ（ｄｕａｌ ｍａｎｏｍｅｔｅｒ）を使用して、ｆｔ^３／ｆｔ^２／分の単位で測定し、測定値を、０．３０４８の変換係数を乗じることによってｍ^３／ｍ^２／分に変換した。

化学分析用電子分光法（ＥＳＣＡ）（ＸＰＳまたはＸ線光電子分光法としても知られている）は、表面官能基（たとえば、ポリエチレンまたは炭化水素オリゴマーにおけるようなＣ−Ｃ結合、アクリレートにおけるような−Ｃ（＝Ｏ）Ｏなど）を特定し、かつ、半定量的表面元素組成（すなわち、表面上の原子、すなわち、水素を除く、炭素、酸素、フッ素などの％である原子％）を提供するために用いる。ここで使用されるようなＥＳＣＡのサンプリング深さは、約１０ｎｍであり、その結果として、それが提供する情報は、表面上部化学的性質の特徴である。繊維基材面の剥離された表面のＥＳＣＡスペクトルを、フィルム面およびそれらのそれぞれの対照表面（すなわち、コーティングされていない繊維基材、コーティングされた繊維基材、およびフィルム）のものと比較した。剥離された表面の化学的性質を合せることによって、剥離の位置を定めた。単層コーティングにおいて、剥離は、接着的にまたは凝集的に発生することがある。接着剥離において、剥離は、単層コーティングと繊維基材との間、または単層コーティングと第２の材料との間で発生する。凝集剥離において、剥離は、単層コーティング内または繊維基材内（すなわち、繊維引裂、目視検査によっても定められる）、または第２の材料内（すなわち、目視検査によっても定められるフィルム引裂）で発生する。２層コーティングにおいて、剥離は、コーティング層間、もしくはコーティング層と繊維材料との間、もしくはコーティング層と第２の材料との間で、接着的に発生することがあるか、または、層のいずれかの内部、もしくは繊維基材内、もしくは第２の材料内で凝集的に発生することがある。

インク接着力は、感圧接着テープを、印刷された基材の印刷領域に接着し、次に、それを剥離することによって測定した。「インクピックオフ」としても知られているテープ上へのインク転写および剥離後のプリントの状態を評価した。

ガソリンこすりによるインク接着力は、綿棒をガソリン中に浸し、印刷された基材上のプリント上にこすることによって測定した。綿棒上に転写されたプリントのレベルおよびこすりによるプリントの汚れを評価する。このテストは主観的であるので、結果は、同じ操作者によって測定された結果を比較する場合にのみ有用である。

後退および前進水接触角は、ラメ−ハート（Ｒａｍｅ−Ｈａｒｔ）：ＮＲＬ Ｃ．Ａ．ゴニオメータ（Ｇｏｎｉｏｍｅｔｅｒ）モデル１００−００−１１５を使用して測定した。テスト流体を備えたシリンジを、テストサンプルの表面より上の適切な高さに低下させ、１滴を分配し、表面と接触する。視野を、正しい前進角および後退角を読むことができるように調整する。次に、分度器を同時に調整しながら、滴をゆっくり広げる。滴が、ゆっくり移動しているとき、一定の形状を生じると、前進接触角を、サンプルの表面と滴との接線として、分度器で読む。後退角の場合、テスト液体を、ゆっくり引っ込め、滴を崩壊させ、後退させる。形状が一定になり、分度器を同時に調整すると、後退角を、サンプルの表面と滴との接線として、分度器で読む。

次の実施例において、本発明のコーティングの利点を、２つの異なったタイベック（登録商標）フラッシュ紡糸網状フィラメントシート材料、すなわち、坪量が約７４．６ｇ／ｍ^２の第１のシート材料、以下「シートＡ」、および坪量が約５５．９ｇ／ｍ^２の第２のシート材料、以下「シートＢ」に対して調査した。シートＡは、ヒートシールされた医療用パッケージングに用途を見出し、一般に、非常によく機能する。しかし、典型的なヒートシールパッケージングラインにおいて、温度がゆっくり上昇する状態で、狭い温度窓内でヒートシール温度を制御することは困難である。これらのより高い温度でシールされたパッケージは、開けられるときに繊維引裂を示す傾向がある。

これらの問題は、より低い坪量のシートＢをシール材料として使用しようと試みるとき、悪化する。たとえば、シートＢのより低い坪量の材料は、より高い坪量のシートＡ材料より、パッケージを開けるとはるかに繊維引裂を起こしやすい。さらに、シートＡまたはＢは、従来の手段によってコーティングされた場合、それらの気体透過性の一部を失い、これにより、より遅い、滅菌気体のパッケージ内への注入、およびより遅い、滅菌後の気体の完全な除去によって、気体滅菌手順、たとえばエチレンオキシドまたはスチームによる滅菌が、より非効率になる。

次の実施例は、本発明によるコーティングが、シートＢのより低い坪量の材料を使用する場合でも、繊維引裂を大いに低減するか、なくすことさえするように作用し、かつ、有用なヒートシール温度範囲を広げることを示す。

実施例１−３：蒸着コーティングされた繊維基材の表面形態
本発明の蒸着コーティングの化学的性質およびそれらの物理構造（すなわち、厚さ、連続性、被覆、および基材の表面との適合）は、本発明の向上した特性を与える製品機能性を定める。図４は、３，０００倍の倍率における、コーティングされていないシートＢの対照サンプル（「シートＢ対照」）の走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）顕微鏡写真を示す。この顕微鏡写真は、厚さが、個別の繊維の１μｍ未満から、小さい束の１０μｍを超えるまでである、個別の繊維および繊維束を示す。それらの隙間空間は、繊維の層を示し、それらは、開いているが、液体水の特定の高さ（静水頭）を支持し、かつ、気体が流れることを可能にし、一方、粒子および細菌胞子が他方の面に浸透しないようにする。表面上の繊維は、それらの交差部分で連結してもよく、かつ、それらを強い構造に強化する結合プロセスによって、平坦化されたように見える。

坪量が５５．９ｇ／ｍ^２のシートＢの４５７．２メートルのサンプルロールを、２００ＷでＡｒ／Ｏ_２プラズマで処理した。次に、サンプルを、カルボン酸基およびスルホン酸基、ならびにヒドロキシル基およびエーテル基で官能基化されたアクリレートベースの配合物でコーティングした。次に、コーティングを、１０ｋＶおよび１２０ｍＡで電子ビームを用いて重合させた（実施例１）。図５は、シートＢ対照と同じ倍率で撮られた実施例１のＳＥＭ顕微鏡写真である。コーティングされた繊維が、対照サンプルにおけるより滑らかに見える以外は、実施例１と対照との間に著しい視覚的差はない。コーティングは、隙間空間を充填することなく、繊維の形態に適合し、隙間空間は、依然として開いたままである。実施例２は、シートＢ上へのコーティングが、モノアクリレートと炭化水素オリゴマーとの混合物からなる以外は、実施例１の通りに製造した。図６は、実施例２の１つの繊維の上面の３μｍ×３μｍの領域の原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）顕微鏡写真を示す。この図における滑らかな領域は、コーティングによって被覆された繊維の表面を示す。粗い領域は、繊維の表面のコーティングされていない部分を示す。粗さは、繊維の表面上の高密度ポリエチレンの結晶領域およびアモルファス領域による。１つのコーティング層の高さに等しい、コーティングされた領域とコーティングされていない領域との間の高さの差は、約４５ｎｍである。図７は、シートＢ上へのより厚い２層蒸着コーティングのＳＥＭ顕微鏡写真である（実施例３）。実施例３は、２００ＷでＡｒ／Ｏ_２プラズマで処理され、その後、カルボン酸基およびスルホン酸基、ならびにヒドロキシル基およびエーテル基で官能基化されたモノマーアクリレートベースの配合物でコーティングされたシートＢの４５７．２メートルのサンプルロールからとられた。次に、コーティングを、１０ｋＶおよび１２０ｍＡで電子ビームを用いて重合させた。次に、第１のコーティング上に、第１のコーティングと同じ条件下で、モノマーアクリレートと炭化水素オリゴマーとの混合物の第２のコーティングを蒸着し、重合させた。第１のコーティングと第２のコーティングとの間にプラズマ処理はなかった。図７に示された実施例３のコーティングは、隙間空間のいくつかを被覆したように見えるが、依然として、その厚さは、最も小さい繊維の厚さよりはるかに小さく、というのは、それらが、依然として見え、かつ、コーティングが、タイベック（登録商標）の表面および繊維の表面形態全体とよく適合するためである。

図８は、１，０００倍の倍率におけるシートＢの従来のコーティングを示す。コーティングは、繊維を完全に被覆し、実際に、それの下にタイベック（登録商標）の形跡はない。従来のコーティングの典型的な厚さは、数十μｍであろう。気体は、依然として、これらの厚いコーティングを浸透するが、タイベック（登録商標）の通気性は、かなり低減される。

実施例１および４：接触角
実施例１のコーティングされた面およびコーティングされていない面ならびにシートＢ対照（比較１）のコーティングされていないサンプルの両面について、後退および前進水接触角を測定した。ドロップ−オン−プレート（ｄｒｏｐ−ｏｎ−ｐｌａｔｅ）ゴニオメータを使用して、水の小滴で、前進および後退接触角を測定した。結果は、表２に示されている。

坪量が７４．６ｇ／ｍ^２のシートＡのサンプルを、実施例１のシートＢサンプルと厳密に同じように、プラズマで処理し、コーティングした。

シートＡ（実施例４）のコーティングされた面およびコーティングされていない面ならびにシートＡ対照（比較２）のコーティングされていないサンプルの両面について、後退および前進水接触角を測定した。結果は、表２に示されている。

０の接触角は、水が、接触すると、サンプルの表面に広がり濡らすことを示し、一方、１００度より大きい接触角は、水が表面を少しも濡らさないことを示す。

表２の結果からわかるように、本発明の実施例１および４のコーティングされた面は、親水性であり、水は、接触するとすぐにそれらに広がり濡らす。これは、疎水性のままであり、水の小滴が、広がらないが、それらの表面上に小滴として残る、実施例１および４のコーティングされていない面と対照的である。実施例１および４のコーティングされていない面は、比較１および２のコーティングされていないタイベック（登録商標）と同様に、疎水性のままである。これらのコーティングは、タイベック（登録商標）に著しい親水性を与え、これは、コーティングが付与された面の表面に特有であり、他方の面を影響されないままにする。

実施例５および６：架橋されたアクリレートの、ＬＤＰＥ／マイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）および熱成形可能なフィルムへのヒートシール性
シートＢの４５７．２メートルのサンプルを、１００ＷでＡｒ／Ｏ_２プラズマで処理した。次に、サンプルを、カルボン酸基およびスルホン酸基、ならびにヒドロキシルおよびエーテル基で官能基化されたモノマーアクリレートベースの配合物でコーティングした。コーティングを、１０ｋＶおよび１００ｍＡで電子ビームで重合させた。次に、シートＢのシートのコーティングされた面を、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）コーティングマイラー（登録商標）ポリエステルフィルム（ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標））にヒートシールして、各ヒートシール温度で、ストリップの形態の少なくとも３０のヒートシールを形成した（「実施例５のシール」）。１１６℃〜１４３℃まで、さまざまなヒートシール温度を用いて、ヒートシールされたストリップを形成した。比較のため、同じ数のコーティングされていないシートＢ対照のシートも、同じヒートシール温度、ドエル時間、および圧力で、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）にヒートシールした（「対照シール」）。

次に、シールのすべて、すなわち、実施例５のシールおよび対照を剥離し、タイベック（登録商標）シート上の繊維引裂またはＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）フィルム上のフィルム引裂があるか否かに基いて、各シールを「良好」であるまたは良好でないと判定した。良好なシールにおいて、タイベック（登録商標）およびフィルムは、互いからきれいに剥離し、繊維引裂またはフィルム引裂がなかった。

図９は、実施例５および対照シールの良好なシールのパーセンテージを示す棒グラフである。１１６℃および１２１℃の温度でヒートシールされたシールのすべては、良好なシールであったが、１２７℃〜１４３℃のヒートシール温度では、実施例のシールのみが、繊維引裂がない。１４３℃のヒートシール温度でさえ、実施例のシールは、繊維引裂を少しも伴わずに剥離したが、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）のフィルム引裂がいくらかあった。

シートＡの４５７．２メートルのサンプルを、実施例５と同じ条件およびコーティング配合物で、ここで説明されたプロセスを用いてコーティングした。次に、シートＡのシートのコーティングされた表面を、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）にヒートシールして、ヒートシール温度ごとに、ストリップの形態の少なくとも３０のヒートシールを形成した（「実施例６のシール」）。１１６℃〜１４９℃まで、さまざまなヒートシール温度を用いて、ヒートシールされたストリップを形成した。比較のため、同じ数のコーティングされていないシートＡ対照のシートも、同じヒートシール温度ドエル時間および圧力で、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）にヒートシールした（「対照シール」）。

図１０は、実施例６および対照シールの良好なシールのパーセンテージを示す棒グラフである。１１６℃でヒートシールされたシールのすべては、良好なシールであったが、１２１℃〜１３２℃のヒートシール温度では、実施例６のシールのみが、繊維引裂がない。１３８℃を超えるヒートシール温度では、実施例のシールは、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）のフィルム引裂を伴い、繊維引裂を伴わずに剥離したが、対照シールは、繊維引裂およびフィルム引裂の両方を示した。

実施例５および６のシートのコーティングされた表面を、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）に１３２℃でヒートシールして、少なくとも３０のシールを形成した（「シートＢ実施例シール」および「シートＡ実施例シール」）。比較のため、実施例５および６のコーティングされていない表面も、同じヒートシール温度、ドエル時間、および圧力で、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）にヒートシールした（「対照シール」）。

次に、シールのすべて、すなわち、実施例および対照を剥離し、タイベック（登録商標）シート上の繊維引裂またはＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）フィルム上のフィルム引裂があるか否かに基いて、各シールを「良好」であるまたは良好でないと判定した。

図１１は、「良好な」シールであるとみなされた、シートＢ実施例シール、シートＡ実施例シール、シートＢ対照シール、およびシートＡ対照シールのパーセント、繊維引裂を示したパーセント、ならびにフィルム引裂を示したパーセントを示す棒グラフである。シートＢ実施例シール、すなわち、シートＢのコーティングされた面で製造されたものはすべて、良好であり、繊維引裂がなく、一方、シートＢ対照シール、すなわち、同じシートのコーティングされていない面で製造されたものはすべて、繊維引裂を示した。同様に、シートＡ実施例シールのほとんどは、良好なシールであり、繊維引裂がないが、それらのいくつかは、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）のフィルム引裂を示した。しかし、シートＡ対照シールのすべては、繊維引裂およびフィルム引裂を示した。これらのコーティングは、タイベック（登録商標）にヒートシール性の著しい向上を与え、これらは、コーティングが付与された面の表面に特有であり、他方の面を影響されないままにする。

実施例５をＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）にヒートシールすることによって、５００のポーチを製造した。ヒートシール条件は、表３に要約されている。２５０のパッケージを剥離して開け、繊維引裂は観察されなかった。シール強度も、ヒートシール条件ごとに測定し（ＡＳＴＭ Ｆ８８−００に従って）、結果は、表３に含まれている。４のヒートシールサンプルを、シールされた領域の周りの同じ位置からカットし、ヒートシール設定ごとに４のポーチの各々からテストした。測定されたポーチは、ロールの幅に沿って並んで同時に製造した。シール強度は、ヒートシール条件ごとに１６測定値の平均である。表３のヒートシール条件下で製造されたポーチをテストし（ＡＳＴＭ Ｆ１９２９−９８に従って）、漏れは検出されなかった。

実施例５のコーティングされたシートＢを、また、エチレンビニルアセテートの２つの層の間のサーリン（登録商標）イオノマー樹脂の層からなる熱成形可能なフィルム（ＥＶＡ／サーリン（登録商標）／ＥＶＡ）（デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から入手可能）にヒートシールして、少なくとも３０のシールを形成した（「実施例５ａのシール」）。１２１℃〜１５４℃まで、さまざまなヒートシール温度を用いて、シールを形成した。比較のため、同じ数のコーティングされていないシートＢ対照のシートも、同じヒートシール条件で、ＥＶＡ／サーリン（登録商標）／ＥＶＡフィルムにヒートシールした（「対照シール」）。

次に、パッケージのすべて、すなわち、実施例５ａのシールおよび対照を剥離し、タイベック（登録商標）シート上の繊維引裂またはフィルム上のフィルム引裂があるか否かに基いて、各シールを「良好」であるまたは良好でないと判定した。

図１２は、実施例５ａのパッケージおよび対照パッケージの良好なシールのパーセンテージを示す棒グラフである。ＥＶＡ／サーリン（登録商標）／ＥＶＡフィルムの使用は、フィルム引裂の発生をもたらさず、それにより、ヒートシールは、シートＢの繊維引裂のためにのみ受入れられないと考えられた。シートＢ対照が、１２１℃を超える温度でヒートシールされた場合、著しい繊維引裂を示し、実施例５ａのコーティングされたシートＢが、１２７℃〜１５４℃の範囲内でヒートシールされた場合、良好なシールを生じたが、１３８℃を超える温度で部分的に透明になったことが明らかである。

実施例５：蒸着コーティングとＬＤＰＥ／マイラーとの間の接着剥離
実施例５のシールの蒸着コーティングされたシートＢ面およびＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）面の剥離された表面の合された領域を、ＥＳＣＡによって分析した。タイベック（登録商標）面の剥離された表面のＥＳＣＡスペクトルは、単結合によって他の炭素原子に結合され、単結合および二重結合によって酸素原子に結合された炭素原子の特徴であり、これは、アクリレートコーティングと一致し、かつ、ヒートシール前の蒸着コーティングされたシートＢのスペクトルと同じである。ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）面の剥離された表面のＥＳＣＡスペクトルは、単結合によって他の炭素原子に結合された炭素原子の特徴であり、これは、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）のＬＤＰＥを示し、それは、ヒートシール前のＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）のスペクトルと同じである。ＥＳＣＡスペクトルは、実施例５のヒートシールの剥離が、シートＢの表面上の架橋されたアクリルコーティングとマイラー（登録商標）フィルムのＬＤＰＥとの間で接着的に発生することを示す。剥離後のタイベック（登録商標）の表面上の架橋されたアクリルコーティングの存在は、２つのことを意味する。第１に、架橋されたアクリルコーティングは、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）より強くタイベック（登録商標）の表面に接着され、第２に、剥離は、タイベック（登録商標）の表面上で直接発生しなかったが、むしろ、架橋されたアクリルコーティングとＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）のＬＤＰＥとの間で発生した。実施例５のヒートシールは、１２７℃を超えてかなりの繊維引裂を示した対照シールと異なり、繊維引裂を示さなかった。

実施例７−９：架橋されたアクリレートおよびそれらと炭化水素オリゴマーとの混合物の、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）フィルムおよび熱成形可能なフィルムへのヒートシール性
実施例７は、実施例５と同じプロセス条件を用いて、カルボン酸基およびスルホン酸基で官能基化されたモノアクリレート／ジアクリレートと炭化水素オリゴマーとの混合物でコーティングされたシートＢの４５７．２メートルのサンプルである。実施例８は、異なったジアクリレートを有する以外は、実施例７の通りにコーティングされたシートＡの４５７．２メートルのサンプルである。実施例９は、実施例６と同じ配合物および条件を用いて製造されたシートＢの４５７．２メートルのサンプルである。次に、実施例７、８、および９を、ＬＤＰＥ／マイラー（登録商標）およびＥＶＡ／サーリン（登録商標）／ＥＶＡ熱成形可能フィルムにヒートシールして、ヒートシール温度ごとに少なくとも２００のパッケージを形成した。ヒートシール条件およびシール強度（支持されていない）は、下記表４に示されている。表４のヒートシールをテストし（ＡＳＴＭ Ｆ１９２９−９８に従って）、漏れは検出されなかった。

実施例８および１０：高接着荷重下の剥離
タイベック（登録商標）の表面上のコーティングの頑丈さをさらにテストするために、次のテストを行った。５つの５．０８ｃｍ×１０．１６ｃｍのサンプルの各々のテストすべき面を、典型的な医療用パッケージよりわずかに高い接着力を有するように選択された両面テープの上面に接着し、それの他方の面を、剛性アルミニウムプレートに接着した。サンプルの両面テープへの良好かつ再現可能な接着を確実にするために、１６．３ｋｇの鋼ディスクを、サンプルの上に配置されたシリコーンゴムの上部の上にロールした。両面テープに接着されていない、サンプルの２．５４ｃｍのタグ端部を、高速インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）引張試験機に取付けた。サンプルの他端における第２の１．２７ｃｍのタグ端部は、テープに接着させなかった。インストロンは、ほぼ１８０°の角度、および７０ｉｎ／秒の剥離速度、すなわち、いくつかの医療用パッケージが使用時に看護士によって剥離して開けられる典型的な速度で、タイベック（登録商標）サンプルを剥離した。両面テープから幅２インチのサンプルを剥離するのに必要な力を記録した。次に、タイベック（登録商標）サンプルを、繊維引裂について検査し、テープを、コーティングの残留物について検査し、きれいな剥離または繊維引裂があったかどうかを定めた。タイベック（登録商標）の剥離された面とテープとの合された領域を、また、ＥＳＣＡによって分析して、タイベック（登録商標）とコーティングの第１の層との間、コーティング層内、またはコーティング層とテープとの間で、剥離が発生したかどうかを定めた。テストは、コーティングされていないシートＢ対照、実施例８、ジアクリレート、モノアクリレート、および炭化水素オリゴマーの混合物で、実施例７のように蒸着コーティングされたシートＢ（実施例１０）、ならびに厚い従来のコーティングでコーティングされたシートＢについて行った。結果は、表５に示されている。

表５の結果は、４３７．８−５２５．４Ｎ／ｍものシール強度および速い剥離速度でも、蒸着コーティングが、テープの表面から接着剥離し、タイベック（登録商標）の表面上にそのまま残り、繊維引裂の形跡がないことを示す。これらの結果は、蒸着コーティングされたサンプルを、５２５．４Ｎ／ｍものヒートシール強度で、フィルムにヒートシールした場合、剥離は、蒸着されたコーティングの表面上で発生し、繊維引裂がないことを示す。厚い従来のコーティングは、より低いシール強度で、凝集剥離し、タイベック（登録商標）面およびフィルム面の両方の上に残留物を残す。シートＢ対照は、凝集破壊し（ｆａｉｌｓ ｃｏｈｅｓｉｖｅｌｙ）、テストの条件下でテストされたサンプルの８０％の繊維引裂を生じる。

実施例３、５、６、および１１−１８：坪量、ガーリー・ヒル多孔性、および静水頭
表６は、実施例３、５、６、および１１−１８の坪量（ＢＷ）、ガーリー・ヒル多孔性（ＧＨ）、および静水頭（ＨＨ）の平均値と、シートＢ対照およびシートＡ対照の対応する特性とを比較する。実施例１１−１８は、実施例６と同じプロセス条件下で準備した。実施例１１−１３は、シートＢをコーティングすることによって準備し、実施例１４−１８は、シートＡをコーティングすることによって準備した。

シートＡおよびシートＢのこれらの特性の各々の目標および範囲も、表６に記載されている。蒸着コーティングされたサンプルのＢＷおよびＧＨは、市販のタイベック（登録商標）製品仕様の範囲内である。実際に、市販の製品は、ＢＷまたはＧＨに関して、蒸着コーティングされたサンプルと区別することができない。明らかに、蒸着コーティングがサンプルに導入したかもしれないいかなる修正も、これらの特性に影響を及ぼすには小さすぎる。蒸着コーティングは、ＧＨおよびＢＷに影響を及ぼさないほど薄く軽いが、シートＢのＨＨに影響を及ぼし、より小さい程度に、シートＡのＨＨに影響を及ぼす。実施例３の静水頭は、シートＢ対照の仕様より低いことが測定された。また、２つのコーティングでコーティングされた、１つのシートＡサンプルにおいて、コーティングされた面の静水頭が、コーティングされていない製品の仕様より低いことを測定した。

実施例１９−２１
ソンタラ（登録商標）８８３０の４５７．２メートルのサンプルロールを、光開始剤を含む、ゾニール（Ｚｏｎｙｌ）（登録商標）をベースとしたフルオロアクリレート配合物で、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）面および木材パルプ面の両方に蒸着コーティングした（実施例１９）。コーティングプロセスおよびコーティングの重合は、１．３３×１０^−４ｋＰａの真空雰囲気中で実施した。配合物がソンタラ（登録商標）を容易に濡らすので、コーティング前に、ソンタラ（登録商標）の表面をプラズマ処理しなかった。

ソンタラ（登録商標）８８３０の別のサンプルを、より高い真空（１．３３×１０^−５ｋＰａ）、より高い蒸気流量、およびより速い重合下で、ＰＥＴ面および木材パルプ面の両方に、同じ配合物で蒸着コーティングした（実施例２０）。

ソンタラ（登録商標）８８３０の別のサンプルを、実施例２０と同様の条件下で、ＰＥＴ面および木材パルプ面の両方に、同じ配合物で蒸着コーティングした（実施例２１）。コーティングの重合は、実施例１９−２１において、１０ｋＶおよび１２０ｍＡで、電子ビームによって行った。

撥油性および撥アルコール性／撥水性を、各サンプルの各面について測定した。比較として、コーティングされていないソンタラ（登録商標）８８３０（対照）のサンプルもテストした。データは、表７に示されている。

結果からわかるように、撥アルコール性／撥水性または撥油性を有さない、コーティングされていないソンタラ（登録商標）８８３０と比較して、コーティングは、両方のサンプルのいずれの面にも、著しい撥アルコール性／撥水性および撥油性を与える。反撥性のレベルは、プロセスパラメータを適切に調整することによって、調整することができる。両方の実施例のコーティングは、ソンタラ（登録商標）８８３０の物理特性に影響を及ぼさなかった。

本発明の製品を製造する装置の概略図である。 本発明の一実施形態によるコーティングされた基材の断面図である。 ヒートシールされたパッケージの断面図である。 先行技術のコーティングされていない対照サンプルの走査型電子顕微鏡法顕微鏡写真である。 本発明による１つのコーティング層を有する蒸着コーティングされたサンプルの走査型電子顕微鏡法顕微鏡写真である。 本発明による１つのコーティング層を有する蒸着コーティングされたサンプルの原子間力顕微鏡法顕微鏡写真である。 本発明による２層蒸着コーティングされたサンプルの走査型電子顕微鏡法顕微鏡写真である。 先行技術の従来通りにコーティングされたサンプルの走査型電子顕微鏡法顕微鏡写真である。 さまざまなヒートシール温度における、対照のコーティングされていないシートと比較された、本発明によるコーティングされたシートを使用するヒートシールされたパッケージのパーセントの良好なシールを比較する棒グラフである。 さまざまなヒートシール温度における、本発明によるコーティングされたシートを使用するヒートシールされたパッケージのパーセントの良好なシールと、対照のコーティングされていないシートとを比較する棒グラフである。

Claims (13)

1. 繊維シートを含んでなる第１の材料であって、該第１の材料が、少なくとも１つの面を被覆するコーティングを有し、該コーティングが、厚さが約０．０５〜約５μｍのポリアクリレートを含んでなる、第１の材料と、
   第２の材料と
   を含んでなるヒートシール可能なパッケージであって、
   第１の材料および第２の材料が協働して、物品を収容することができる空隙を形成するように、第１の材料のコーティングされた面の部分を第２の材料にヒートシールすることができる、ヒートシール可能なパッケージ。
2. 第１の材料および第２の材料を分離することによってシールされたパッケージが開けられるとき、実質的に繊維引裂が生じないように、コーティングのポリアクリレートが選択される請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
3. コーティングが、架橋されたポリアクリレートの第１の層と、炭化水素オリゴマー、およびポリアクリレートと炭化水素オリゴマーとの混合物よりなる群から選択される化合物を含んでなる第２の層とを含んでなる請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
4. コーティングが、架橋された熱硬化性ポリマーの第１の層と、ヒートシール可能な化合物の第２の層とを含んでなり、ヒートシールされると、第１の層と第１の材料との間の接着強度が、３５０．３Ｎ／ｍより大きく、第１の層と第２の層との間の接着強度が、１４０．１〜３５０．３Ｎ／ｍであり、第２の層と第２の材料との間の接着強度が、１７５．１〜３５０．３Ｎ／ｍである請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
5. 第２の材料が不織布である請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
6. 第２の材料がコーティングされたフィルムである請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
7. 第２の材料が熱成形可能なフィルムである請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
8. 第２の材料が剛性の予備成形されたトレイである請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
9. 第２の材料が紙である請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
10. コーティングが、該繊維シートの繊維を被覆し、該繊維間の隙間空間を実質的に被覆されないままにする請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
11. 該繊維シートが、フラッシュ紡糸網状フィラメント不織布シート、スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド複合シート、および繊維紙よりなる群から選択される請求項１に記載のヒートシール可能なパッケージ。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のヒートシール可能なパッケージから製造されたヒートシールされたパッケージ。
13. 第１の材料と第２の材料との間のヒートシールのシール強度が、１４０．１〜３５０．３Ｎ／ｍである請求項１２に記載のヒートシールされたパッケージ。

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