JP2880276B2 - 不織布ラミネート - Google Patents
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Description
関し、より詳細には、低結晶度オレフィン・コポリマ
ー、低結晶度オレフィン・ターポリマーまたはオレフィ
ン・ポリマーの低結晶度混合物からなり、熱結合した層
を有する布ラミネートに関する。本発明に係る布ラミネ
ートは、現在のSMSラミネートと比較して、より軟らか
く、より強く、より大きな耐摩耗性を有し、粒子放散の
割合も減少している。
特に、不織布ラミネートは拭布、タオル、工業用被服、
医療着、医療用ドレープ、滅菌ラップその他のものに有
用である。不織/溶融吹付/不織(SMS)布ラミネート
に代表されるアイソタクチックポリプロピレン製布ラミ
ネートは、ドレープ、ガウン、タオル、滅菌ラップ、足
カバーその他のための空間をもたらす際に広い用途を可
能にしている。そのような布ラミネートは米国特許第4,
041,203号(キンバリー・クラーク社:Kimberly−Clark
Corp.)に示すようによく知られているものである。長
年の間、本件出願人のキンバリー・クラーク社はSMS医
療用布ラミネートを「スパンガード(Spunguard)」、
「エボリューション(Evolution)」、および「キンガ
ード(Kimguard)」の商品名を用いて製造販売してき
た。このSMS布ラミネートは耐久力のある外側不織層と
内側溶融吹付防護層とを有しており、内側溶融吹付防護
層は多孔性ではあるが、流体およびバクテリアが布ラミ
ネートを通って侵入してくることを防止する。二つの層
は布のいくつかの領域におけるスポット結合によって相
互に熱結合している。
トは不織および溶融吹付ポリプロピレンの層からなって
いた。市販のアイソタクチックポリプロピレンは45〜65
%の結晶度と比較的狭い溶融温度範囲とを有している。
市販のポリプロピレンからつくられているSMS布ラミネ
ートは引張強さ、流体およびバクテリアの浸透性に対す
る抵抗、通気性およびコストの点においては満足すべき
特性を示すが、ポリプロピレン製SMS布ラミネートのド
レープ、耐摩耗性、引き裂き強さおよび粒子放散性につ
いては改良の余地があるように思われる。
までのSMS布ラミネートは、需要の多いクリーン・ルー
ム、特に、滅菌クリーン・ルームや塗装ルームにおける
防護用被服としての広い用途は達成できなかった。そし
て、このSMS布ラミネートは、布それ自体から、あるい
は着衣者からの大気への粒子の通過によって粒子を放散
する傾向があった。
プロピレンからつくられ、熱結合されている現在の布ラ
ミネートと比較して、より軟らかく、より強く、より耐
摩耗性が大きく、粒子放散の割合を減少させた布ラミネ
ートを提供することである。
ミネートと同等の引張強さを有するが、それよりも大き
な引き裂き強さを有する布ラミネートを提供することで
ある。
ートよりも伸び率が大きく、引張エネルギーが大きい布
ラミネートを提供することである。
りも摩耗に対する抵抗が大きい製布ラミネートよりも摩
耗に対する抵抗が大きい布ラミネートを提供することで
あある。
よりも摩耗に対する抵抗が大きい布ラミネートを提供す
ることである。
して布ドレープおよび軟らかさの点において改良された
布ラミネートを提供することである。
た滅菌ラップを提供することである。
た手術衣を提供することである。
して粒子放散の割合を減少させた布ラミネートを提供す
ることである。
ン・ルームおよび塗装室において使用する場合に粒子放
散の割合を減少させた防護服を提供することである。
粒子放散特性を損なうことなく滅菌することができる防
護服を提供することである。
コポリマー、ターポリマーまたはオレフィン・ポリマー
の混合物からなる布ラミネートによって達成することが
できる。ポリマーは結晶度が45%以下、好ましくは31〜
35%、最も好ましくは約32%となるようなポリマーを製
造できるようにつくられる。製造されたポリマーは溶湯
温度範囲が広がっており、これによって低い温度におい
て、かつ、より広い範囲の処理温度にわたって繊維やフ
ィラメントの熱結合を行うことができる。
とも一つの層がランダムポリプロピレンコポリマーから
形成される。このランダムポリプロピレンコポリマー
は、結晶度がより低く、ポリプロピレン自体よりも溶融
範囲が広いポリマーを製造するために、重量%で0.5〜
5.0%のエチレンをランダムにコポリマー化したもので
ある。好適なポリマーは重量3%のエチレンをポリプロ
ピレンとコポリマー化するときに得られる。できあがっ
たコポリマーは32%の結晶度を有し、繊維またはフィラ
メントの内部に紡がれ、ウェブとして形成されたときに
前述の目的において述べたような利点を発揮する。
た結晶度を有するポリマーから形成されていることが好
ましいが、布ラミネートの全ての層が減少した結晶度を
有するポリマーから形成されていなくても本発明のいく
つかの利点は確保することができる。特に、SMS布ラミ
ネートの外周層を減少した結晶度のポリマーで形成する
と、軟らかさや耐摩耗性の点に関しては有利であるが、
強度は減少するかもしれない。というのは、不織層の溶
融範囲は、大きな結晶度を有するポリマーから形成され
た内部溶融吹付層の溶融範囲と本質的に同じであるから
である。不織層と溶融吹付層との間に約10〜40℃の溶融
温度差が存在しない限り、結合は最適なものとはなら
ず、また強度も減少する。
時に滅菌クリーン・ルーム、および塗装室において使用
する防護服の製造に特に適しているものである。このSM
S布ラミネートは、これまでのSMS布ラミネートと比較し
て、優れたドレープおよび耐摩耗特性を有するのみなら
ず、優れた粒子放散特性をも有する。この結果として、
本発明に係るSMS布ラミネートからつくられた被服は、
空中浮遊粒子を最小にしなければならないクリーン・ル
ームのような環境に特に適している。
らつくられる。このSMS布ラミネートにおいては溶融吹
付層は高結晶度ポリプロピレンから形成され、不織層は
低結晶度コポリマー(C/P/Cラミネート)から形成され
ている。このコポリマーはポリプロピレンをバックボー
ンとして3.2重量%のエチレンをランダムにコポリマー
化することによりつくられる。このようにしてできたコ
ポリマーはは約32%以下の結晶度を有する。
るSMS布ラミネートでつくった被服を用いる場所では、S
MS布ラミネートはヒンダードアミン光安定剤で取り扱わ
れる。
下の詳細な説明によって明らかになる。
明するが、本発明はこの実施例または方法に限定される
ものではない。逆に、特許請求の範囲に記載された発明
の範囲内においてあらゆる変更、修正および均等物が含
まれる。
際に用いる製造機10の概略を示す。製造機10はローラー
16、18に架け渡されたエンドレス形式ベルト14を備えて
おり、ベルト14は矢印の方向に駆動される。製造機10は
三つの領域、すなわち不織領域20、溶融吹付領域22、お
よび不織領域24を有している。
機からなり、この押し出し機が連続的なポリマーのフィ
ラメントを形成し、形成ベルト14上にそのフィラメント
を堆積させる。不織領域20、24には処理速度および使用
する特定のポリマーに応じて一または二以上の紡糸口金
ヘッドが備えられる。不織物質を製造することは従来か
ら行われていることであり、不織製造領域は当業者の能
力の範囲内で十分であると考えられているものである。
以下の特許に示すような従来の方法で不織布ウェブ32を
製造する。米国特許第3,692,618号(Dorschner他)、米
国特許第3,338,992号及び3,341,394号(Kinney)、米国
特許第3,502,538号(Levy)、米国特許第3,502,763号及
び3,909,009号(Hartmann)、米国特許第3,542,615号
(Dobo他)、カナダ特許第803,714号(Harmon)、およ
び、米国特許第4,340,563号(Appel他)ポリマーの連続
フィラメントを有する不織ウェブを製造する他の方法を
本発明に用いることもできる。
とも三つの共通の特徴を有する。第一は、ポリマーは紡
糸口金から連続的に押し出され、個々のフィラメントを
形成することである。次いで、フィラメントは機械的
に、あるいは空気圧的に破断することなく引張され、ポ
リマーフィラメントを分子的に配向させ、靱性を生じさ
せる。最後に、連続フィラメントはほぼランダムな方式
で運搬ベルト上に堆積され、ウェブが形成される。特
に、不織領域20は繊維形成ポリマーから不織フィラメン
ト26を形成する。フィラメントはベルト14上にランダム
に置かれ、不織外周層28を形成する。繊維形成ポリマー
については以下に詳しく述べる。
ダイからなる。微小繊維30は不織層28上にランダムに堆
積され、溶融吹付層32を形成する。微小繊維30および溶
融吹付層32を形成する溶融吹付層22の構造および作動は
従来からあるものであり、当業者にはよく知られている
ものである。このような技術については、NRLレポート4
364「微小有機繊維の製造」(V.A.Wendt,E.L.Boon,C.D.
Fluharty)、NRLレポート5265「微小熱可塑性繊維の改
良型製造装置」(K.D.Lawrence,R.T.Lukas,J.A,.Youn
g)、および米国特許第3,849,241号(1974年11月19日付
け。Buntin他)に示されている。微小繊維の不織布ウェ
ブを製造する他の方法を用いることもできる。
小繊維30を形成する。微小繊維30は不織層28の上にラン
ダムに堆積され、溶融吹付内周層32を形成する。例え
ば、SMS医療用布ラミネートにおいては、溶融吹付遮断
層32は約0.35〜0.50オンス/ヤード2の基本重量を有し
ていることが好ましい。例えば、クリーン・ルーム用被
服においては、SMS布ラミネートの溶融吹付遮断層32は
約0.4〜約0.8オンス/ヤード2の基本重量を有している
ことが好ましい。
された後に、不織領域24は、溶融吹付層32の上にランダ
ムな方向に堆積し外周不織層36を形成するポリマーの不
織フィラメント34を形成する。例えば、SMS医療用布ラ
ミネートでは、層36、28はそれぞれ約0.30〜約1.2オン
ス/ヤード2の基本重量を有していることが好きまし
い。例えば、クリーン・ルーム用被服においては、SMS
布ラミネートの層36、28は約0.3〜約1.0オンス/ヤード
2の基本重量を有していることが好ましい。
2図参照)は結合ロール38、40を通って送られる。結合
ロール38、40の表面にはスポットまたはグリッドのよう
な浮き出しパターンが形成されている。結合ロール38、
40はウェブ12の層を形成するために用いたポリマーの軟
化温度まで加熱されている。ウェブ12が加熱された結合
ロール38、40の間を通ると、ロール表面のパターンにし
たがって押圧および加熱され、第2図に示すように、一
部の領域にパターン41が形成される。この領域は層から
層へ結合され、また特定のフィラメント及び/または繊
維に関して各層内部において結合されている。このよう
な一部の領域またはスポットの結合はよく知られている
ものであり、加熱ロールによって行うことができる。あ
るいは、フィラメント、繊維または層が熱結合した一部
の領域に対してウェブ12を超音波加熱することによって
も行うことができる。米国特許第4,041,203号(Brock
他)に記載された従来の方法では、布ラミネート内部の
溶融吹付層の繊維にとっては、不織層のフィラメントが
良い引張特性を達成するため元の姿を維持している間
に、結合領域内で溶融させることが好ましい。
のピン結合領域を有している。この領域では各ピンの長
さは0.038インチ、ピンとピンの間の間隔は0.070イン
チ、結合の深さは0.023インチである。結果としてこの
パターンは約29.5%の結合領域を有する。「714」で表
される他の代表的な結合パターンは、各ピンの長さが0.
023インチ、ピン間隔が0.062インチ、結合深さが0.033
インチの正方形ピン結合領域を有している。このパター
ンは約15%の結合領域を有している。他の代表的な結合
パターンとしては、「EHP」結合パターンがあり、各ピ
ンの長さは0.037インチ、ピン間隔は0.097インチ、結合
深さは0.039インチで15%の結合領域を有している。一
般的には、結合領域の割合は布ラミネートウェブ12の面
積の10〜30%の範囲内で変化する。この業界ではよく知
られているように、スポット結合はラミネート層を結合
状態に保持するとともに、各層内にフィラメント及び/
または繊維を結合させることによって各層に対して結合
性を付与する。
が、ポリマーフィラメント及び繊維が個々の結合領域内
で結合する能力は布ラミネートウェブ12における高引き
裂き強さ、高引張エネルギー、耐摩耗抵抗、粒子放散の
減少、布ドレープ及び軟らかさの増加のために重要であ
る。この点に関して、結晶度が45%以下のオレフィン・
コポリマー、ターポリマー、ポリマー混合物から形成さ
れた層を有する布ラミネートは、たとえそのようなポリ
マーがポリプロピレンからつくった繊維よりも低い靱性
及び低いモジュラスの繊維を生成するとしても、熱結合
ひいては布特性を改良するものであるということがわか
った。より好ましくは、布ラミネートの層の少なくとも
一部が結晶度31〜35%のオレフィンコポリマー、オレフ
ィンポリマー、あるいはオレフィンポリマーの混合物か
ら形成される。さらに、より好ましくは、布ラミネート
の層の少なくとも一部が結晶度約32%のオレフィンコポ
リマー、オレフィンポリマー、あるいはオレフィンポリ
マーの混合物から形成される。
させたポリマーを実現するため、以下のことを発見し
た。すなわち、ポリプロピレンをバックボーンとして0.
5〜5.0重量%のエチレンをランダムにコポリマー化する
と、布ラミネート製造に際して用いる不織ウェブ、不織
ウェブと溶融吹付ウェブの組み合わせに特に適したコポ
リマーをつくりだすことができる。特に、このようなコ
ポリマーはSMS布ラミネートをつくる際には有用であ
る。
ィン・ターポリマーまたはオレフィン・ポリマーの混合
物を用いることによって、できあがった熱可塑性ポリマ
ーは、低スポット結合温度における結合を可能にし、ま
た、スポット結合法において生じる広範囲の温度にわた
って結合を可能にする拡大した溶融範囲を有する。第3
図及び第4図を参照すると、結晶度の高いポリプロピレ
ン(第3図)と比較してプロピレン・コポリマー(3%
エチレン)の溶融温度範囲は拡大していることがグラフ
からわかる(第4図)。例えば、ポリプロピレンは約15
0〜170℃の非常に狭い範囲で溶融するが、プロピレン・
コポリマー(3%エチレン)は約125〜160℃のより広
く、かつより低い温度範囲において溶融する。結晶度を
減少させたコポリマー、ターポリマー、またはポリマー
混合物は、溶融温度範囲が広範なため処理が容易な布の
みならず、ポリプロピレンその他の高結晶度のポリマー
よりも強固にダメージなく繊維に結合しているポリマー
にも有用である。前記の高結晶度のポリマーは、SMS布
ラミネートを製造する際に用いる不織および溶融吹付ウ
ェブをつくるときに通例用いられるものである。そのう
え、不織層内のコポリマーは、溶融吹付層がポリプロピ
レンその他の高結晶度ポリマーからつくられているとき
であっても、結合温度において不織層を内部溶融吹付層
に対して一層適合するものとする。この結果、結合は一
層強固なものになり、ピンホールが生じる可能性は減少
する。
を改良した本発明に係る布ラミネートを用いて多くの応
用を行うことができる。例えば、本発明を実施したSMS
布ラミネートは手術衣、手術ドレープ、滅菌ラップ、滅
菌クリーン・ルーム被服を含むクリーン・ルーム用被服
に適用することができる。
SMS布ラミネートと、ポリプロピレンをバックボーンと
してランダムにコポリマー化した3重量%のエチレンの
コポリマーからなる層を少なくとも一部に含むSMS布ラ
ミネートの比較において示されている。
コポリマー(3%エチレン)を用いるSMS布ラミネート
の層を形成することによる効果を評価するため、SMS布
ラミネートのサンプルを6個つくり、試験を行った。6
個のサンプルを表1に示す。表1は各サンプルの層の組
成と試験結果とを示している。この試験結果によれば、
引き裂き強度、引張エネルギー、摩耗に対する抵抗性、
布ドレープ及び軟らかさは増しており、コポリマーから
つくった布ラミネートの優秀性が実証されている。
ロピレン・ポリマーを用いたSMS布ラミネートである。
より詳細には、不織層にはエクソン(Exxon)PD3125、
溶融吹付層には過酸化物を加えたエクソン3214を用いて
いる。これらのポリプロピレン・ポリマーはエクソン・
ケミカル社(Exxon Chemical Co.)が製造販売してい
る。層は華氏290度で結合されている。
6と同じ製造パラメータを用いてつくられている。ただ
し、ポリプロピレンに代えてプロピレン・コポリマー
(3%エチレン)を用いて層が形成されており、また結
合温度は低くなっている点は異なる。このコポリマーは
シェル石油(Shell Oil Co.)から「シェルWRS6−144:3
%エチレン」の名称で販売されている。このコポリマー
は3重量%のエチレンでプロピレンをコポリマー化する
ことによってつくられる。
275〜280度の低い結合温度がこのコポリマーからなるSM
S布ラミネートの層を結合するために用いられる。結果
的には、サンプル1とサンプル2の唯一の相違は未修正
ポリプロピレンの代わりに3%コポリマーを用いるこ
と、および結合温度がより低いことである。同様に、サ
ンプル3とサンプル4、サンプル5とサンプル6の相違
は使用したポリマーと結合温度だけである。
トの各層についてプロピレン・コポリマー(3%エチレ
ン)(C/C/C)を用いた三層SMS布ラミネートであること
を示す。同様に、サンプル2は未修正のポリプロピレン
(P/P/P)からつくられた三層SMS布ラミネートであるこ
とを示す。サンプル2は、布ラミネートのポリプロピレ
ン層を結合させるためにサンプル1より高い結合温度を
用いた点を除いては、サンプル1と同じ方法でつくられ
ている。
に対して標準スポット結合パターン「EHP」が用いられ
たことを示す。サンプル5、6に対しては、「714」結
合パターンが用いられている。各サンプルについての
「円」という語は、円形の紡糸オリフィスを用いてでき
た繊維の断面形状が円であることを示す。各サンプルの
基本重量の単位は〔オンス/ヤード2〕である。基本重
量は連邦試験方法(FTM:Federal Test Method)191A−
5にしたがって測定された。
び横方向(CD)の双方について測定した。グラブ引張強
度はFTM191A−方法5100にしたがって測定された。表1
を見ると、対応するコポリマーとポリプロピレンのサン
プルのグラブ引張強度はほぼ同じである。これは、靱性
が低く、モジュラスが低いコポリマー繊維及びフィラメ
ントは、予想した通り、布ラミネートのグラブ引張強度
を減少させないことを示すものである。
測定した。サンプル1とサンプル2の比較からわかるよ
うに、コポリマー布ラミネートサンプルであるサンプル
1はポリプロピレン布ラミネートサンプルのサンプル2
よりも優れた伸び特性を有している。サンプル5、6に
関しては、伸び率はほぼ同じである。伸び率はFTM191
A、方法5100に従って測定された。
ートサンプル1、5はピーク・エネルギー特性について
はポリプロピレン布ラミネートサンプル2、6よりも優
れている。ピーク・エネルギーはFTM191A、方法5100に
従って測定された。
き裂き強度〔単位:ポンド〕については、コポリマー布
ラミネートサンプル1、3、5はポリプロピレン布ラミ
ネートサンプル2、4、6よりも優れている。台形引き
裂き強度はFTM191A、方法5450に従って測定された。
定された。その測定結果によれば、各サンプルにおい
て、コポリマー布ラミネートはポリプロピレン布ラミネ
ートよりも耐摩耗性が大きい。耐摩耗性はFTM191A、方
法5306に従って、各サンプルにつき50回の反復試験を行
って測定した。
る各コポリマー布ラミネートサンプルの軟らかさは大き
な数字が示すように著しく改良されている。軟らかさは
INDA標準試験IST90.0−75(R−82)に類似した自社基
準に従って測定した。
プ剛性〔単位:cm〕はポリプロピレン布ラミネートサン
プルと比較するとコポリマー布ラミネートサンプルでは
小さくなっており、これはコポリマー布ラミネートはド
レープ適性が大きいことを示すものである。ドレープ剛
性はFTM191A、方法宇5206に従って測定した。
ラミネートは、結晶度の低さおよび繊維とフィラメント
の結合力の高さによって、伸び率およびピーク・エネル
ギーにおいてポリプロピレン布ラミネートよりも10〜30
%高くなっている。強さが増したことは台形引き裂き強
度が大きくなったことにも表れている。
低いコポリマーについて予想された引張強度の低さはス
ポット結合方法におけるコポリマーの結合力の高さによ
って相殺されている。テーバー法による耐摩耗性につい
ては、コポリマー布ラミネートはポリプロピレン布ラミ
ネートと比較して40%高くなっている。破損の機構はEH
Pパターン有するポリプロピレン布ラミネートに対する
のと同様、コポリマー布ラミネートに対しても同じであ
る。双方の布ラミネートは繊維破損の量および結合点か
ら引張される繊維の量について等しい値を示している。
714パターンを有する場合には、破損機構は繊維破損に
よるものよりも結合点から引張される繊維によるものの
方が優勢である。コポリマーにおける耐摩耗性の向上は
結合力のより高い、柔軟性のより大きい不織繊維を可能
にしている。
ネートはポリプロピレン布ラミネートよりも優れている
ように思われる。物理的および官能パネル評価によれ
ば、コポリマー布ラミネートはポリプロピレン布ラミネ
ートよりも、僅かに高いドレープ、高い布対布摩擦、皮
膚に対する大きなドラッグを示している。コポリマー布
ラミネートでは布軟らかさが僅かに向上しており、また
官能パネルはコポリマー布ラミネートがポリプロピレン
布ラミネートよりも軟らかく、摩耗しにくいことを示し
ている。
用いてきたが、このエチレンの有用な範囲はエチレン重
量で0.5〜5.0%である。しかしながら、エチレン含有量
が5.0%に近づくと、布ラミネートは他の値については
所望の値を保っているのにもかかわらず、引張強度につ
いては減少し始めることがわかった。また、エチレン含
有量が5.0%になると、コポリマーはその接着性のため
に処理が困難になる。
ネートと二つの本発明に係る布ラミネートを用意して、
試験を行った。四つのサンプルを表2に示す。表2はそ
れらのサンプルの組成および試験結果を示している。表
2によると、コポリマー層から形成された布ラミネート
は引き裂き強度、引張強度、耐摩耗性、布ドレープおよ
び軟らかさの点において優れていることがわかる。
ンポリマーを用いてつくったSMS布ラミネートである。
より詳細には、不織層にはエクソンPD3125を用い、溶融
吹付層には過酸化物を加えたエクソン3214を用いる。
造パラメータを用いてつくった布ラミネートであるが、
全ての層を形成するためにポリプロピレンに代えてプロ
ピレンコポリマー(3%エチレン)を用いた点、および
結合温度を減少させてある点だけが異なる。ここで用い
るコポリマーはシェルWRS6−144:3%エチレンである。
サンプル7、8は異なるスポット結合パターンおよびわ
ずかに異なる基本重量を用いた結果としてサンプル9、
10とは異なっている。コポリマー布ラミネートのサンプ
ル9、10においては、このコポリマーが示す広範な軟化
温度範囲のためにより低い結合温度が用いられている。
その結果を表2に示す。
P」または「714」のいずれかの結合パターン、および、
各層において用いられているポリプロピレンまたはコポ
リマーのいずれかの材質を指している。例えば、サンプ
ル7は高結晶度のポリプロピレンからなる三つの層を有
する三層SMS布ラミネートであり、サンプル9はプロピ
レンコポリマー(3%エチレン)からなる三つの層を有
する三層SMS布ラミネートである。表2の第2行は繊維
またはフィラメントの形状を表す。「基本重量合計(M
B)」は三層ラミネートの全基本重量を示し、括弧内の
数字は内部溶融吹付層の基本重量を示す。例えば、サン
プル7では、全布ラミネートは1.4〔オンス/ヤー
ド2〕の基本重量を有し、内部溶融吹付層は0.35〔オン
ス/ヤードオ2〕の基本重量を有する。従って、不織外
周層は0.50〔オンス/ヤード2〕より僅かに大きい。
リマーおよびポリプロピレン布ラミネートサンプルのグ
ラブ引張強度は本質的には同じであるということであ
る。これはコポリマーを使用しても、予想した通り、布
ラミネートのグラブ引張強度は減少しないことを示して
いる。しかしながら、表2に示したポリプロピレン布ラ
ミネートとコポリマー布ラミネートとの直接比較は、ポ
リプロピレン布ラミネートとコポリマー布ラミネートと
に対して異なる結合パターンを用いることによってさほ
ど意味がなくなることに留意すべきである。また、表2
からは基本重量が強度に影響を与えているように思われ
る。
トのサンプル9、10はポリプロピレン布ラミネートのサ
ンプル7、8よりも大きなピークエネルギーを有してい
る。前述の場合と同様に、これらの相違も異なる結合パ
ターンを用いることによって部分的に相殺される。
ル9、10はポリプロピレン布ラミネートのサンプル7、
8よりも大きな伸び率〔単位:%〕を有していることが
わかる。ここでも、真の差の値は異なる結合パターンを
用いたことによって不明なものになっている。
トはポリプロピレン布ラミネートよりも強度が大きい
か、または少なくとも匹敵している。
プル9、10はポリプロピレン布ラミネートと同様にテー
バー摩耗試験に関しても向上していない。耐摩耗性が低
いのはコポリマー布ラミネートとポリプロピレン布ラミ
ネートに使用した結合パターンの差によるものと考えら
れる。いずれにせよ、耐摩耗性の減少はコポリマー布ラ
ミネートの性能について実質的な差を生じるほどには大
きくない。
ートのサンプル9、10はSST軟らかさ試験およびドレー
プ剛性試験に関してはポリプロピレン布ラミネートと同
じ軟らかさである。
ラミネートのサンプル9、10はピークエネルギーおよび
引き裂き強度の点において向上しており、また従来品で
あるポリプロピレン布ラミネートのサンプル7、8に匹
敵する耐摩耗性を有している。
ラミネートサンプルは布ラミネートの全ての層について
コポリマーを使用したが、本発明による利点のいくつか
は、布ラミネートの層の全てではない一部についてのみ
コポリマー、ターポリマー、または混合物を使用するこ
とによっても得ることができる。
用いて試験を行った。二つのサンプル11、12を表3に示
す。
からなる不織層と、高結晶度のポリプロピレンからなる
内部溶融吹付層とを有するSMS布ラミネートである。サ
ンプル12は、サンプル1について以前述べたのと同様
に、三層の全てが高結晶度でポリプロピレンからなるSM
S布ラミネートである。サンプル11、12の双方における
溶融吹付層に用いたポリプロピレンはハイモント(Himo
nt)USA社が製造したハイモントPF−015である。サンプ
ル12の不織層はハイモントPC973からなる。これら二つ
のサンプルの組成と試験結果を表3に示す。
張強度は、全ての三層がプロピレンコポリマー(3%エ
チレン)からなるSMS布ラミネートのグラブ引張強度よ
りも低く、また全ての三層がプロピレンポリマーからな
る従来のSMS布ラミネートのグラブ引張強度よりも低い
ことがわかる。このようにグラブ引張強度が減少してい
る原因は、不織層に用いているプロピレンコポリマー
(3%エチレン)の軟化温度がプロピレンポリマーの軟
化温度よりも低いことにあると考えられる。このため、
不織層内のフィラメントが結合領域内において過度に溶
解し、これによって布ラミネートのグラブ引張強度が減
少する。
づいて予想されたように、サンプル11のグラブ引張強度
は従来品のポリプロピレン布ラミネートのサンプル12よ
りも減少している。しかしながら、サンプル11のグラブ
ピークエネルギーは従来品の布ラミネートであるサンプ
ル12のグラブピークエネルギーと基本的にほぼ同じであ
る。これは伸び率の上昇によって引張強度の減少が相殺
されているからである。本発明に従ってつくられたサン
プル11の台形引き裂き強度は従来品であるサンプル12の
台形引き裂き強度よりも大きい。
また耐摩耗性についても従来品のサンプル12よりも優れ
ている。
いて従来品のサンプル12よりも優れている。
たり曲げたりしたときの粒子放散の割合が、アイソタク
チックポリプロピレン繊維またはフィラメントからなる
従来品の布ラミネートにおける粒子放散の割合に比べて
減少している。本発明に従ってつくられたSMS布ラミネ
ートはアイソタクチックポリプロピレンからなる従来品
のSMS布ラミネートと比較して直径が0.3ミクロンより大
きい粒子を放散する割合が最大で50回少なくなってい
る。このため、本発明に係る布ラミネートはクリーン・
ルーム被服の製造に特に有用である。
の大きさの粒子の数によって分類される。クリーン・ル
ームの分類に関して連邦基準209D(FED−STD−209D)は
次に示す表4のような粒子の分布割合を定めている。
性が改良されていることを示すため、四つのSMS布ラミ
ネートサンプルをつくって試験を行った。試験結果を表
5に示す。二つのサンプル13、14はアイソタクチックポ
リプロピレンからつくった従来品のSMS布ラミネートで
ある。特に、サンプル13は1.8〔オンス/ヤード2〕のS
MS布ラミネートであり、その層はEHP結合パターンと結
合している。サンプル14は1.5〔オンス/ヤード2〕のS
MS布ラミネートであり、サンプル13と同様に、その層は
EHP結合パターンと結合している。
部不織層にはプロピレンコポリマー(3.2%エチレン)
を用いてつくられている。内部溶融吹付層はイソタクチ
ックポリプロピレンからつくられている。特に、サンプ
ル15は1.8〔オンス/ヤード2〕のSMS布ラミネート(C/
P/C)であり、EHP結合パターンと結合している。サンプ
ル16は1.7〔オンス/ヤード2〕のSMS布ラミネート(C/
P/C〕であり、714結合パターンと結合している。
る環境科学協会の基準プラクティス(IES−RP−CC−003
87−T)に従って全てのサンプルを洗浄する。これによ
って、製造時から残留していたサンプル上の粒子によっ
て試験結果が歪められることがなくなる。洗浄されたサ
ンプルに対して二つの試験が行われる。IES−RP−CC−0
0387−Tに従って行われるヘルムークドラム試験とINDA
標準試験160.0−83に従って行われるクリメットリント
(Climet Lint)試験である。試験結果を表5に示す。
%エチレン)を用いてつくった布ラミネートはアイソタ
クチックポリプロピレンフィラメントまたは繊維からつ
くった従来品の布ラミネートよりも粒子放散の割合が低
いことは明らかである。
外部不織層にコポリマーを用いたことに起因すると考え
られる。このコポリマーはポリプロピレンをバックボー
ンとして0.5〜5.0重量%のエチレンをランダムにコポリ
マー化してつくったものである。粒子放散の割合を低く
するためには、SMS布ラミネートには3.2%エチレンコポ
リマーが好適である。また、粒子放散率が低いSMS布ラ
ミネートの外部不織層を形成するのにはオレフィンの混
合物も有用であることがわかった。特に、従来品のポリ
プロピレンSMS布ラミネートと比較して、ポリプロピレ
ンとポリブチレンの混合物を用いてつくったSMS布ラミ
ネートの不織層は粒子放散率が低いこともわかった。ポ
リプロピレンとポリブチレンの混合物はポリブチレンを
5〜20重量%の範囲で混合してつくるが、ポリブチレン
は5重量%が好適である。
コポリマーとポリマーの混合物の応用可能性については
次の例においても示されている。
が改良されていることを示すため、七つのSMS布ラミネ
ート(サンプル17〜23)をつくり、ヘルムークドラム試
験によって試験を行った。各サンプルの特性とヘルムー
クドラム試験の試験結果は表6に示す。それを図示した
ものが第5図である。
つくった従来品のSNS布ラミネートである。サンプル17
(これは実際には5個の別々のサンプルである)はキン
バリー−クラーク社から販売され、「クリーンガード
(KleenGuard)」の商品名で被服に用いられているSMS
布ラミネートである。このSMS布ラミネートは全体とし
ては1.80〔オンス/ヤード2〕の基本重量を有し、内部
溶融吹付層は0.60〔オンス/ヤード2〕の基本重量を有
する。サンプル18(これは実際には5個の別々のサンプ
ルである)は「クリーンガード(KleenGuard)」の商品
名でキンバリー−クラーク社から販売されているSMS布
ラミネートであり、このSMS布ラミネートは全体として
は1.50〔オンス/ヤード2〕の基本重量を有し、内部溶
融吹付層は0.45〔オンス/ヤード2〕の基本重量を有す
る。
る。サンプル19〜22の各々はSMS布ラミネートである。
サンプル19〜22の外部層は不織層であり、ポリプロピレ
ンをバックボーンとして3.2重量%のエチレンをランダ
ムにコポリマー化してつくったコポリマーからなる。各
サンプルの内部溶融吹付層はイソタクチックポリプロピ
レンである。サンプル19(実際には5個のサンプルであ
る)は1.74〔オンス/ヤード2〕の基本重量を有し、内
部溶融吹付層は0.42〔オンス/ヤード2〕の基本重量を
有する。サンプル20(実際には5個のサンプルである)
は全体としては1.80〔オンス/ヤード2〕の基本重量を
示し、内部溶融吹付層は0.60〔オンス/ヤード2〕の基
本重量を有する。サンプル21(実際には5個のサンプル
である)は全体としては1.75〔オンス/ヤード2〕の基
本重量を有し、内部溶融吹付層は0.42〔オンス/ヤード
2〕の基本重量を有する。サンプル22(実際には3個の
サンプルである)はサンプル21と同じであるが、サンプ
ル22はFDAが定める標準プラクティスにしたがってガン
マ線照射による滅菌を受けている点が異なる。SMS布ラ
ミネートを滅菌に際して安定化するため、不織層はヒン
ダードアミンを用いて処理されている。より詳細に言う
と、不織層を形成している間において、アライド・ケミ
カル社(Allied Chemical Corporation)が製造してい
るチマソープ(Chimasorb)944が不織層の重量の0.75%
の量が付加されている。
ートである。サンプル23の内部溶融吹付層はアイソタク
チックポリプロピレンからつくられており、0.60〔オン
ス/ヤード2〕の基本重量を有する。外部不織層はアイ
ソタクチックポリプロピレンと5重量%のポリブチレン
との混合物からなる。各不織層は0.60〔オンス/ヤード
2〕基本重量を有し、全体としては1.8〔オンス/ヤー
ド2〕の基本重量を有する。
す。
ンプル19〜22は従来品のSMS布ラミネートのサンプル1
7、18よりも低い粒子放散性を示している。サンプル19
〜22における0.5ミクロン以下の粒子に対する粒子数は
従来品のポリプロピレンサンプル17、18と比較して10分
の1である。ポリプロピレンと5%ポリブチレンの混合
物を用いて不織層が形成されているサンプル23でさえ、
従来品のポリプロピレンサンプル17、18よりも優れてい
る。
布ラミネートの低放散性を示すため、クリーン・ルーム
被服を製造し、分類10のクリーン・ルームにおける洗浄
において使用する。分類10のクリーン・ルーム洗浄では
クリーン・ルーム被服を洗浄し、箱詰めする。本発明を
実施したクリーン・ルーム被服を第7図に示す。第7図
に示す被服はほとんどの点においてキンバリー・クラー
ク社が「クリーンガード」の商標の下に販売している防
護服と同じである。第7図に示す被服はいくつかの点に
おいて異なっている。この被服は本発明に係るSMS布ラ
ミネートからつくられている。さらに、試験用被服はモ
ノフィラメントナイロン糸でつくられており、布は弾性
体からの粒子放散を最小にするため腕および脚の袖口の
部分において弾性体の回りに二重に折り曲げられてい
る。
・ルーム洗濯は洗濯および荷作り業界においては通常使
用されている織布ポリエステル被服と「ティベック(Ty
vek)」からつくられている被服である。「ティベッ
ク」とはデュポン社の登録商標である。試験の目的のた
めに、クリメット(Climet)CI−8060粒子計数器をクリ
ーン・ルーム内部に設置し、サンプルを色々な場所に配
置する。1シフト当たり3〜4人の作業者が次の被服を
着た状態で粒子放散を調べる。
t)またはハイテック社(Hitech)が製造した織布ポリ
エステル。
ミネート(C/P/C;3.2%エチレン)。
菌してあるSMS布ラミネート(C/P/C;3.2%エチレン)。
リーン・ルーム被服である。被服2、3は本発明に従っ
て、3.2%エチレンの低結晶度プロピレンコポリマーか
らなる外部不織層と、イソタクチックポリプロピレンか
らなる内部溶融吹付層とを有するSMS布ラミネートから
つくった被服である。滅菌はガンマ線を用いて通常の方
法で行われた。作業者は全て織布ポリエステルフード
(マーズ社製またはハイテック社制)と織布ポリエステ
ルブーツ(ハイテック社製)とビニル手袋とを常時身に
着けている。
フラッフ化、折り畳み、およおび荷作りは粒子の発生量
を相当な程度変える原因となり得る。このため、試験用
のマトリックスには、クリーン・ルーム内において、従
来品の種々の被服であるティベックや織布ポリエステル
被服の洗浄の間においてなされた仕事の各々についての
試験も含まれる。着衣された被服および洗濯された被服
のマトリックスを表7に示す。
ルのためマトリックスの全てのセグメントを達成できな
かったことに基づくものである。
リーン・ルームの種々の位置においてなされた。粒子放
散が最も高い領域は、洗濯した被服のフラッフ化および
折り畳みを行っている作業者の足の下であることがわか
った。他の領域における他の仕事が時々しか行われず、
また僅かな量だけしか行われないのに対して、上記の仕
事は連続的に行われるものであった。このため、測定は
全てフラッフ化と折り畳みが行われる場所においてなさ
れた。さらに、2.5日間の試験を通じてフラッフ化およ
び折り畳みを行った作業者は同一者であるので、作業者
が異なることによる誤差を生じることがない。
析された。この連邦基準はクリーン・ルームの分類を決
定するのに多くの位置を用いることを要求している。こ
のため、一つの場所(フラッフ化および折り畳み)にお
いてのみ着衣された被服の分析は最悪の場合の結果を得
るために用いられた。用途が制限されているため、他の
場所でのデータは全ての被服の結果について誤った結果
を導く可能性がある。
イズ(通常は0.5ミクロン)にい統一され、統計的に分
析された。次いで、95%における信頼限界の上限を表4
に示したクリーン・ルームの分類と比較した。試験結果
を第6図に示す。マトリックスの分類1/2、1/3、および
1/1は従来品の織布ポリエステル被服を着用している間
において収集したデータを表しており、したがってこれ
らの分類およびそれに対応するデータは基準分類であ
る。二つの本発明に係る被服2、3を従来品の織布ポリ
エステル被服の代わりに用いると、洗濯した被服の材質
が変化しないケースでは全てのケースにおいて粒子カウ
ントは減少した。これらの結果から、本発明にしたがっ
てつくられた被服は従来品の織布ポリエステルクリーン
・ルーム被服に比べて粒子放散の割合が減少しているこ
とを結論づけることができる。
製造機の概略図、 第2図は本発明に係る不織布ラミネートの断面図で層の
構造を示しており、 第3図は先行技術に係る布ラミネートを製造する際に用
いるポリマー(ポリプロピレン)の溶融温度範囲を示す
グラフ、 第4図は本発明に係る布ラミネートを製造する際に用い
るコポリマーの溶融温度範囲を示すグラフ、 第5図は各種布に対するヘルムーク・ドラム・テスト
(Helmke Drum Test)の粒子放散結果を示すグラフ、 第6図は本発明に係る布ラミネートでつくられた被服の
クリーン・ルーム洗濯試験の粒子放散結果を示すグラ
フ、 第7図は本発明を実施したクリーン・ルーム被服の概略
図である。 〔符号の説明〕 10…製造機 12…SMS布ラミネート 14…ベルト、16、18…ローラー 20、24…不織領域 22…溶融吹付領域 26…不織フィラメント 28、36…不織外周層、30…微小繊維 32…不織布ウェブ 34…不織フィラメント 38、40…結合ロール、41…パターン
Claims (17)
- 【請求項1】第一の熱可塑性ポリマーからなるスパンボ
ンド法による熱可塑性フィラメントの第一層と、第二の
熱可塑性ポリマーからなる溶融吹付熱可塑性繊維の第二
層とを備え、各層は薄く表面と表面とが接する関係に配
置され、各層は個別の領域において熱結合され、少なく
とも前記第一層における熱可塑性ポリマーは45%以下の
結晶度を有するオレフィンコポリマーである不織布ラミ
ネート。 - 【請求項2】前記オレフィンコポリマーはポリプロピレ
ンをバックボーンとして0.5〜5.0%のエチレンをランダ
ムにコポリマー化することにより修正したポリプロピレ
ンであることを特徴とする請求項(1)記載の不織布ラ
ミネート。 - 【請求項3】前記オレフィンコポリマーはターポリマー
であることを特徴とする請求項(1)記載の不織布ラミ
ネート。 - 【請求項4】第一の熱可塑性ポリマーからなるスパンボ
ンド法による熱可塑性フィラメントの第一層と、第二の
熱可塑性ポリマーからなる溶融吹付熱可塑性繊維の第二
層とを備え、各層は薄く表面と表面とが接する関係に配
置され、各層は個別の領域において熱結合され、少なく
とも前記第一層における熱可塑性ポリマーは45%以下の
結晶度を有するオレフィンポリマーの混合物である不織
布ラミネート。 - 【請求項5】前記オレフィンポリマーの混合物はポリプ
ロピレンと5%〜20%のポリブチレンであることを特徴
とする請求項(4)記載の不織布ラミネート。 - 【請求項6】さらに、第三の熱可塑性ポリマーからなる
熱可塑性フィラメントの第三層を備え、前記第一および
第三の熱可塑性ポリマーはオレフィンコポリマーである
ことを特徴とする請求項(1)記載の不織布ラミネー
ト。 - 【請求項7】前記オレフィンコポリマーはポリプロピレ
ンをバックボーンとして0.5〜5.0%のエチレンをランダ
ムにコポリマー化することにより修正したポリプロピレ
ンであることを特徴とする請求項(6)記載の不織布ラ
ミネート。 - 【請求項8】前記オレフィンコポリマーは45%以下の結
晶度を有することを特徴とする請求項(1)(2)
(3)(6)(7)のいずれか1項記載の不織布ラミネ
ート。 - 【請求項9】前記オレフィンコポリマーは31〜35%の結
晶度を有することを特徴とする請求項(8)記載の不織
布ラミネート。 - 【請求項10】前記オレフィンコポリマーは約32%の結
晶度を有することを特徴とする請求項(9)記載の不織
布ラミネート。 - 【請求項11】前記オレフィンコポリマーはターポリマ
ーであることを特徴とする請求項(8)記載の不織布ラ
ミネート。 - 【請求項12】第一の熱可塑性ポリマーからなるスパン
ボンド法による熱可塑性フィラメントの第一層と、第二
の熱可塑性ポリマーからなる溶融吹付熱可塑性繊維の第
二層と、熱可塑性ポリマーからなるスパンボンド法によ
る熱可塑性フィラメントの第三層とを備え、各層は個別
の領域において熱結合され、前記第一および第三の熱可
塑性ポリマーは45%以下の結晶度を有するオレフィンポ
リマーの混合物である不織布ラミネート。 - 【請求項13】前記オレフィンポリマーの混合物はポリ
プロピレンと5%〜20%のポリブチレンであることを特
徴とする請求項(12)記載の不織布ラミネート。 - 【請求項14】請求項(1)乃至(13)の何れかに記載
の不織布ラミネートからなる低粒子放散性被服。 - 【請求項15】請求項(1)乃至(13)の何れかに記載
の不織布ラミネートからなる医療用滅菌ラップ。 - 【請求項16】請求項(1)乃至(13)の何れかに記載
の不織布ラミネートからなる手術衣。 - 【請求項17】請求項(1)乃至(13)の何れかに記載
の不織布ラミネートからなるクリーン・ルーム用被服。
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