JP2012197551A - フラッシュ紡糸されたシ−ト材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、実質的に連続のプレキシフィラメント繊維ストランドからなり且つ1.0oz/yd2 基本重量に標準化して少なくとも2cfm/ft2 のフレイジア透過度を有する、保護服及び濾過媒体に有用な改良されたプレキシフィラメントシート材料に関する。
【選択図】図2
Description
本発明は、シートまたは布が良好な障壁性と高度の通気性の双方を示す、保護服、空気フィルター、及び他の最終使用用途に適したフラッシュ紡糸されたプレキシフィラメントシートまたは布に関する。
保護服は、環境における何かへの露呈から着用者を保護する、また着用者の周囲を着用者による汚染から保護することが目的のカバ−オ−ル、ガウン、上っ張り、及び他の衣類を含む。保護服の例は、ミクロエレクトロニクス製造のクリーンルームで着用する服、医者の服及びガウン、汚れ仕事のカバーオール、及び液体や粒状物からの保護に適した服を含む。保護服が適当である特別な用途は、衣類を作るために使用する布またはシート材料の組成、並びに布またはシート材料片が衣類に一体化されている様子に依存する。例えばある種類の布またはシートは、有害な化学品からの保護服に使用するのに優れいるが、医者の服に用いるのには高価すぎ、また着心地がよくない。他の材料はクリーンルーム服に使用するのに十分軽量で、通気性はあるが、汚れ仕事への用途に対しては耐久性が十分でない。
本明細書で使用する「ポリマ−」とは、これに限定されないが、一般にホモポリマ−、コポリマ−(例えばブロック、グラフト、ランダム、及び交互コポリマ−)、タ−ポリマ−など、並びにそのブレンド及び改変物を含む。更に特に断らない限り、「ポリマ−」とはその材料のすべての可能な幾何的立体配置を含むであろう。これらの立体配置は、これに限定されはしないが、アイソタクチック、シンジオタクチック及びランダム対掌体を含む。
実施例、特許請求の範囲、及び記述において、種々報告する特性及び性質を決定するために次の試験法を使用した。ASTMはアメリカ試験及び材料協会(American Society for Testing and Materials)に監視、AATOCはアメリカ織物化学者及び染色者団体(American Associationn of Textile Chemists and Colorists)に関し、そしてIESは環境科学協会(Institute of Environmental Science)に関するものである。
フラッシュ紡糸されたプレキシフィラメントシート、特にタイベクの紡糸接合オレフィンシート材料の製造法は、先ず25年前以上に開発され、デュポンにより商業化された。ブレ−ズ(Blades)らの米国特許第3081519号 (デュポンに帰属)は、繊維形成ポリマ−の、液体の常圧沸点以下においてポリマ−に対する溶媒でない液体紡糸剤中の溶液を、液体の常圧沸点以上の温度並びに自発圧力またはそれ以上の圧力下に、より低い温度及び実質的に低い圧力の領域へ紡糸して、プレキシフィラメントフィルム−フィブリルストランドを生成させる方法を記述している。アンダ−ソン(Anderson)らの米国特許第3227794号(デュポンに帰属)に開示されているように、プレキシフィラメントフィルム−フィブリルストランドは、ポリマ−及び紡糸剤溶液の圧力を、フラッシュ紡糸直前にレットダウン(letdown)室において僅かに減じる場合、ブレ−ズらの開示する方法によって最良に得ることができる。
シートの種類 最大最高直径 平均最高直径 直径比
(バブル点)(μm) (μm) 最大/平均
本発明の点接合された
シート(実施例7) 46.9 16.7 2.8
本発明の空気通流接合
シート(実施例20) 19.5 13.3 1.5
本発明の空気通流接合
シート(実施例24) 11.8 9.4 1.3
通常の点接合されたプレキシ
フィラメントシート 11.6 2.8 4.2
PGIのD207メルト
ブロ− 19 12 1.6
ハイサ−フ 23.9 8.4 2.8
通常のプレキシフィラメントシ−トの最大細孔直径と平均細孔直径の比は、一般に4以上である。上の表から見られるように、本発明のプレキシフィラメントシ−トを点接合した時、最大/平均細孔寸法比は2.8が達成された。これはハイサ−フパルプに基づく濾過シート製品で得られたものに匹敵する。本発明の空気通流接合されたプレキシフィラメントシ−トの場合、最大/平均細孔寸法比1.3−1.5が達成された。これは非常に弱いメルトブロ−した材料に期待できる値と対比できる。
実施例1−27で使用する紡糸流体は、図2に関して上述した12ガロンのオ−トクレ−ブ中においてバッチ式で調製した。紡糸流体を図2に関して上述した方法に従って調製し、フラッシュ紡糸した。実施例で報告するポリマ−濃度は、全紡糸流体の重量に基づくポリマ−の重量%として計算した。但し全紡糸流体とは、ポリマ−及び紡糸剤の重量を含む。
(全表面接合シート)
実施例1−5及び対照実施例Aにおいて、高密度ポリエチレンのシートを、表1に示す紡糸条件及びポリマ−濃度にわたってフラッシュ紡糸した。各実施例において、未接合シートを、デ−ビッドの米国特許第3532589号に開示された方法に非常に類似した接合法に従い、直径約4フィートの水蒸気加熱接合ロールで全表面接合した。全表面接合中、開放スクリム材料を、スクリム材料の1層が常にプレキシフィラメントシ−ト試料と加熱された接合表面との間にあるように、プレキシフィラメント材料の反対面上に残した。接合中試料に十分な普通の圧力をかけて皺のよるのを防止するために、接合ロールから遠い方に面するスクリム材料シートに対して抑圧ブランケット(blanket)を押しつけた。シートの各面を、300フィート/分の速度で一度に接合ロール上に送った。次いでスクリム材料を接合したシートから除去した。粗いスクリム表面上での接合はシート材料の透過性を改善するのに役だった。
(点接合シート)
実施例6−8及び対照実施例Bにおいて、表2に示す紡糸条件及びポリマ−濃度の範囲にわたって、高密度ポリエチレンシートをフラッシュ紡糸した。図1に示したものと同様の商業的フラッシュ紡糸ラインで紡糸した対照実施例Bを除いて、上述した方法により未接合シートを製造した。
(繊維の性質−クラッシュ/粘着性)
これらの実施例において、高密度ポリエチレンプレキシフィラメントウェッブを、実施例1と同一のポリマ−を用いてフラッシュ紡糸し、クラッシュ値と表面積を測定した。紡糸条件及び試験結果を表3に報告する。表3の実施例Bは、表2の実施例Bと同一の試料に関するものである。また表3の実施例1は、表1の実施例1と同一の試料に関するものである。
(濾過性−全表面接合シート)
実施例16−19において、本発明の全表面接合シートに関し、濾過性を測定した。実施例16では、実施例3に記述した全表面接合シート(紡糸温度=121℃、ポリマ−濃度=全紡糸流体に基づいて22重量%)について濾過性を測定した。実施例17では、実施例3の全表面接合シートを、テネシ−大学(Univ. of Tennessee)に帰属するツァイ(Tsai)らの米国特許第5401446号に記述された方法を用いて静電気で荷電し、次いで濾過性を測定した。実施例18では、実施例4に記述した全表面接合シート(紡糸温度=214℃、ポリマ−濃度=全紡糸流体に基づいて16重量%)について濾過性を測定した。実施例19では、実施例4の全表面接合シートを、ツァイ(Tsai)らの米国特許第5401446号に記述された方法を用いて荷電し、次いで濾過性を測定した。濾過性を下の表4に示す。
(空気通流接合シート)
実施例20−26において、上述したように、異なるフラッシュ紡糸温度及びポリマ−濃度の範囲にわたって製造した本発明の未接合フラッシュ紡糸ポリエチレンシートを図4に関して上述した方法に従って空気通流接合した。空気通流接合過程中、開放スクリム材料シートを、プレキシフィラメントシ−ト試料の両面に残しておいた。空気通流接合は、図4に示したような、ドラム直径1.4m及び有孔部分幅(真空幅)0.5mを有する有孔ドラム装置で行った。未接合シートを15m/分の線速度で有孔ドラムの周囲を約300°回転させた。接合空気を表5に示す温度に加熱した。この加熱した空気を、シートが接合ドラムの周囲を移動中約0.5−2m/秒の速度で、シート中に通過させた。シートの紡糸及び接合条件、更にシートの性質を下表5に報告する。
(濾過性−空気通流接合シート)
実施例25、26及び27において、それぞれ実施例20、21、及び24の空気通流接合シートに関し、濾過性を測定した。実施例25−27で試験した本発明のシートは、静電気で荷電しなかった。本発明の空気通流接合シートの濾過性能は、シートを静電気荷電によって改善できることが推定できる。本発明のシートを荷電して濾過性能を改善するために使用できる方法は多くのものが知られている。これらの公知の方法は、例えば熱的、液体接触、電子線及びコロナ放電法を含む。本発明のシートを静電気で荷電するのに好適な方法は、テネシー大学に帰属するツァイらの米国特許第5401446号に開示されている。この方法は反対の極性を有する1対の電場に材料を供することを含む。
(より柔軟な点接合されたシート)
この実施例では、より柔軟なシートを得るための新規な方法で本発明のシートを製造し、接合した。シートの軟らかさは、通常の点接合されたフラッシュ紡糸シートと比べて、高い障壁性と良好な通気性を維持しつつ、改良される。
リネン表面接合
ロール温度 199℃(390゜F)
ニップ圧 20.7N/cm2(30psig)
ロールとの重なり 60度(ロールとの接触度)
畝点接合
ロール温度 166℃(330゜F)
ニップ圧 17.2N/cm2(25psig)
ロールとの重なり 35度(ロールとの接触度)
通常の点接合されたフラッシュ紡糸シート材料で使用されるよりも低パーセントのリネン表面柄及び高パーセントの畝点接合柄を有するリネンと畝の接合柄を作るために、上の接合条件を適用した。次いで米国特許第5966785号に記述された方法に従って点接合したシートを軟らかくした。ウェッブ性、未接合及び点接合のシート性、及び軟らかくしたシート性を表7に示す。
以下、本発明の態様を示す。
1.10m 2 /g以下の表面積及び少なくとも1mm/gのクラッシュ値を有するポリエチレンプレキシフィラメント繊維ストランド。
2.ストランドの表面積が8m 2 /g以下である、上記1のプレキシフィラメント繊維ストランド。
3.ストランドの表面積が5m 2 /g以下である、上記1のプレキシフィラメント繊維ストランド。
4.ストランドのクラッシュ値が少なくとも1.5mm/gである、上記1のプレキシフィラメント繊維ストランド。
5.実質的に連続のポリエチレンプレキシフィラメント繊維ストランドからなり且つ1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも2cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する不織シート。
6.実質的に連続のポリエチレンプレキシフィラメント繊維ストランドからなり且つ少なくとも110cmの静水圧及び6秒以下のガ−リ−・ヒル多孔度を有する不織シート。
7.少なくとも30cmの静水圧を有する、上記5の不織シート。
8.少なくとも45cmの静水圧を有する、上記5の不織シート。
9.少なくとも75cmの静水圧を有する、上記5の不織シート。
10.少なくとも85cmの静水圧を有する、上記5の不織シート。
11.少なくとも100cmの静水圧を有する、上記5の不織シート。
12.少なくとも130cmの静水圧を有する、上記5の不織シート。
13.1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも4cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する、上記7の不織シート。
14.1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも8cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する、上記7の不織シート。
15.1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも10cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する、上記7の不織シート。
16.1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも15cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する、上記7の不織シート。
17.1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも20cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する、上記7の不織シート。
18.1.0oz/yd 2 基本重量に標準化して少なくとも25cfm/ft 2 のフレイジア透過度を有する、上記7の不織シート。
19.シートが単一の繊維シートである、上記7の不織シート。
20.空気通流で接合されたポリエチレンプレキシフィラメント不織シート。
21.該シートが、全表面接合された第一のシート面部分と点接合された第二のシート面部分を有する、但し該点接合されたシート部分が不織シートの少なくとも50重量%を含んでなる、上記5の不織シート。
22.点接合されたシート部分が不織シートの少なくとも60重量%を含んでなる、上記21の不織シート。
23.点接合されたシート部分が畝型接合柄で接合され、全表面の接合されたシート部分がリネン柄で接合されている、上記22の不織布シート。
24.上記7の不織布シートからなる衣類。
25.上記7または上記20の不織布シートからなるフィルター媒体。
26.上記5または上記20の不織布シートからなる真空バッグ。
27.上記5の不織布シートからなる枕カバー。
Claims (27)
- 10m2/g以下の表面積及び少なくとも1mm/gのクラッシュ値を有するポリエチレンプレキシフィラメント繊維ストランド。
- ストランドの表面積が8m2/g以下である、請求項1のプレキシフィラメント繊維ストランド。
- ストランドの表面積が5m2/g以下である、請求項1のプレキシフィラメント繊維ストランド。
- ストランドのクラッシュ値が少なくとも1.5mm/gである、請求項1のプレキシフィラメント繊維ストランド。
- 実質的に連続のポリエチレンプレキシフィラメント繊維ストランドからなり且つ1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも2cfm/ft2 のフレイジア透過度を有する不織シート。
- 実質的に連続のポリエチレンプレキシフィラメント繊維ストランドからなり且つ少なくとも110cmの静水圧及び6秒以下のガ−リ−・ヒル多孔度を有する不織シート。
- 少なくとも30cmの静水圧を有する、請求項5の不織シート。
- 少なくとも45cmの静水圧を有する、請求項5の不織シート。
- 少なくとも75cmの静水圧を有する、請求項5の不織シート。
- 少なくとも85cmの静水圧を有する、請求項5の不織シート。
- 少なくとも100cmの静水圧を有する、請求項5の不織シート。
- 少なくとも130cmの静水圧を有する、請求項5の不織シート。
- 1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも4cfm/ft2のフレイジア透過度を有する、請求項7の不織シート。
- 1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも8cfm/ft2のフレイジア透過度を有する、請求項7の不織シート。
- 1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも10cfm/ft2のフレイジア透過度を有する、請求項7の不織シート。
- 1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも15cfm/ft2のフレイジア透過度を有する、請求項7の不織シート。
- 1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも20cfm/ft2のフレイジア透過度を有する、請求項7の不織シート。
- 1.0oz/yd2基本重量に標準化して少なくとも25cfm/ft2のフレイジア透過度を有する、請求項7の不織シート。
- シートが単一の繊維シートである、請求項7の不織シート。
- 空気通流で接合されたポリエチレンプレキシフィラメント不織シート。
- 該シートが、全表面接合された第一のシート面部分と点接合された第二のシート面部分を有する、但し該点接合されたシート部分が不織シートの少なくとも50重量%を含んでなる、請求項5の不織シート。
- 点接合されたシート部分が不織シートの少なくとも60重量%を含んでなる、請求項21の不織シート。
- 点接合されたシート部分が畝型接合柄で接合され、全表面の接合されたシート部分がリネン柄で接合されている、請求項22の不織布シート。
- 請求項7の不織布シートからなる衣類。
- 請求項7または請求項20の不織布シートからなるフィルター媒体。
- 請求項5または請求項20の不織布シートからなる真空バッグ。
- 請求項5の不織布シートからなる枕カバー。
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