JP3191940B2 - 新規な複合ウエブ - Google Patents

新規な複合ウエブ

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、繊維質のウエブに関し、特に、１層のセル
ロースベースの繊維層との組み合わせにおいて、１また
は複数の熱可塑性不織布ウエブを有する新規な複合ウエ
ブに関する。
不織布ウエブ（布）は、「機械的、熱的、化学的また
は溶媒手段によって、繊維、より糸またはフィラメント
が接着されおよび／またはかみ合うことにより作られた
シート状またはウエブ構造」として定義される。これら
のウエブは、繊維をより糸に転化することを要しない。
不織布ウエブもまた、接着ウエブまたはエンジニアード
ウエブ（engineered web）と呼ばれ、紡糸、製織、ある
いは編成以外の工程で製造され、この故に「不織布」と
名づけられた。すべての不織布の基本構造は、繊維また
はフィラメントのウエブである。単一型の繊維またはフ
ィラメントが不織布の基本単位となるかもしれない。セ
ンチメートルまたはインチまたはフラクション（fracti
on）で測定される繊維は、ステープルファイバーと呼ば
れる。極端に長い繊維はフィラメントファイバーと呼ば
れる。一般的に、フィラメントファイバーはキロメータ
ーまたはマイルによって測定される。事実、フィラメン
トファイバーは非常に長いヤード数の長さであるかもし
れないので、たやすく測定されない。繊維において、長
さは相当に直径よりも大きいに違いなく、例えば、長さ
対幅（直径）比は少なくとも100であり、通常はさらに
相当大きい。綿繊維は、長さが1/2インチ未満から２イ
ンチ超と測定されるかもしれず、典型的な長さ対直径比
は約1400である。他の天然繊維が示す典型的な比は以下
の通りである：亜麻−1200;カラムシ−3000;羊毛−300
0。本出願では、「繊維（ファイバー）」または「複数
の繊維（ファイバーズ）」は、他に特にステープルまた
はフィラメントとして繊維を特定して示さない限り、短
繊維および長繊維、例えば、ステープルファイバーおよ
びフィラメントファイバー、の両方を含むものである。
溶融吹出ウエブはある類別の繊維長を有するので、これ
らのウエブはステープル長ファイバーおよびフィラメン
ト長ファイバーのいずれをも通常は含むにもかかわら
ず、例えば、スパンボンドウエブはフィラメントファイ
バーで成形される。不織布において、個々の繊維は組織
された配列またはランダムな配列であるかも知れない。
引張、伸び、および風合特性は、その構成成分による繊
維同士の凝集および強化と同様に特定の接着の型または
複数の接着の型によって付与される。不織布を作製する
技術は、以下の基本的要素に基づく：種々の長さおよび
直径の繊維；成形および処理の方法によって配列された
ウエブ；ウエブ内の繊維の接着（接合）とその構成成分
による強化。組合せの中の１つまたは複数の要素を変化
させることにより、非常に広範な範囲の型の不織布がで
きる。繊維の型と長さおよび接着の制御は、製造方法の
選択とともに高度に技術的で、未だに非常に柔軟性のあ
る組合わせを任意に行うことができる。不織布は、従
来、先行技術の再利用できる綿の実験用ガウン、外科用
ガウン、外科用カーテン、フェースマスク、靴カバー、
滅菌包み（sterilization wrap）および他の製品の使い
捨て用品の代替品として医療産業の分野において賛成さ
れ、不織製品のこの市場は年間10億ドルを越えると概算
される程度まで広がった。さらに、不織布ウエブは、生
理用ナプキン、使い捨てのダイヤパー、失禁用パッドお
よび他の同様の製品等の衛生用品の用途を見いだした。
不織布ウエブの１つの利点は、織布ウエブに比べて、こ
れまで比較的低コストだったことである。不織布ウエブ
と織布ウエブとの間のコストの相違は、従来、末端ユー
ザーが一度使用した後に不織布ウエブ製品を処分でき、
そして多数回使用する織布ウエブ以上の金銭的利益をさ
らに得ることができるという程度であった。
医療用および衛生用の応用における使用のための不織
布の所望の特性の中には、ウエブの風合い（柔らかさお
よびドレープ性）、吸上げ、液体保持、吸収能および強
さがある。末端ユーザーが不織布ウエブを受入れるにあ
たっては、織布ウエブ、特に綿ウエブの所望の特性に不
織布ウエブを近づける程度もまた重要である。不織布
は、一般に、織布ウエブの特性、特に風合い、吸上げ、
および液体吸収および保持といった特性の多くを周知の
ように欠いているという評判がある。溶融吹出不織布ウ
エブは、例えば、約85％のボイド容量を示し；スパンボ
ンド不織布は、90％から95％の間のボイド容量を示す。
これらのウエブは、さらに、しばしば、例えば疎水性等
の望ましくない化学的特性を示し、医療分野への用途に
とってウエブを望ましくないものにする。さらに、これ
らの不織布ウエブの表面特性はなめらかになり、この故
に、なめらかなあるいは油を塗った感触および外観を示
す。先行技術不織布の繊維状物質は、通常な低い表面張
力を示すので、水溶液はそれに対して引きつけられず、
これらの先行技術のウエブはこれらの液体の吸上げおよ
び保持が悪い。これらのウエブもまた、撥水処理をする
ことが難しい。さらにまた、多くの先行技術のウエブの
繊維のフィラメントの性質およびそれらの製造方法は、
ウエブ平面に実質的に平行に配向された繊維の長さ寸法
を有する繊維をウエブ中に置くことに基づくので、ウエ
ブ本体中への液体の吸収が悪くなる。相当の努力が、こ
れまで、不織布ウエブのこのような特性を改善するため
に、これらウエブの製造方法および／または処理方法の
改良を含めてなされてきた。この努力は、しかしなが
ら、不織布ウエブのコストを増大させ、織布ウエブ以上
の金銭的利益を悪い方向に変化させたかも知れない。さ
らに、不織布ウエブの繊維は最も普通に石油ベースであ
り、それゆえこの原料物質の市場価格における実質的変
動を受けやすく、使用後の製品の究極の廃棄が重要な問
題である。
本発明によれば、新規な多層複合ウエブが提供され
る；すべての層は不織布であり、織布ウエブの所望の特
性と不織布ウエブの経済的な利点を示す。本発明のウエ
ブは多層であり、熱可塑性溶融吹出人造ファイバー、熱
可塑性スパンボンド人造ファイバー、熱可塑性人造ステ
ープルファイバー、およびそれらの組合せからなる群か
ら選ばれる人造繊維材料を含み、この第一層は軽量で約
0.05〜約10オンス（oz）／平方ヤード（yd2）の間の重
量を有し、木部繊維を除くセルロースベースのステープ
ルファイバーの第二層は約0.1〜約10oz/yd2の間の重量
であり、第二層の繊維は約0.5〜約3.0インチの間の繊維
長と約３〜５ミクロネア（Micronaire）単位の間に等し
い繊度を有する。これらの層は好ましくは熱的に凝集性
ウエブ（Coherent Web）を形成するために一緒に接着
（接合）され、層の間の接着面積は、複合ウエブの平ら
な表面の片面の面積の約５〜約75％の間である。本発明
において予想された接着は、風合いと液体の吸上げおよ
び保持率などのウエブの他の物理的特性に悪い影響を与
えないタイプのものである。したがって、好適な接着は
積層物の片面のみから作用を受ける。好適な実施態様で
は、複合ウエブは、熱可塑性溶融吹出し人造ファイバ
ー、熱可塑性スパンボンド人造ファイバー、熱可塑性人
造ステープルファイバー、およびそれらの組合せからな
る群から選ばれる少なくとも３層の人造繊維材料を含
む。この第三層もまた、好ましくは、軽量で約0.05〜約
10oz/yd2の間の重量を有し、第一層の反対側の第二層の
あちら側に配置され、そして第二層は第一層と第三層と
の間に挟持されるように熱的に少なくとも第二層に接着
される。同様な物質の他のおよび付加的な同様な層が複
合体に含まれるかもしれない。
本発明の複合ウエブ製品は、その作製において採用さ
れた多数の層にかかわらず、感触、ドレープ性および他
の特性を織布ウエブに近づけるために、好ましくは最終
の複合体が約0.5〜約24oz/yd2の間を示す。本発明のウ
エブにおけるこの制限は、強度、吸上げ、液体吸収およ
び保持、および遮断特性（ウエブの厚みを通して蒸気お
よびガス移動を許容しまたは促進するが、液体を通さな
い能力）などの他の所望の特性または要求される特性を
提供する複合ウエブの個々の層の重量を注意深く選択す
ることを要求する。
本発明の複合ウエブは、他の特性の中で、遮断特性、
風合い、呼吸性、強度、吸上げおよび液体吸収および保
持に優れるため、特に使い捨ての医療用製品の製造に有
用である。
図を参照すると、 図１は、本発明の種々の特徴を含むウエブの一態様を
表した模式図である； 図２は、本発明の種々の特徴を含むウエブの他の態様
を表した模式図である。
図３は、本発明の種々の特徴を含むウエブを成形する
ためのある工程を表した模式図である； 図４は、本発明の種々の特徴を含むウエブの別の製造
工程を表した模式図である； 図５は、ウエブ製造のためのさらに別の工程を表した
模式図であり、インラインウエブ成形装置を示す； 図６は、ウエブの液体吸収性および保持試験に使用さ
れる装置を表した図である； 図７は、ウエブの吸上特性の試験に使用される装置を
表した図である； 図８〜34は、表Ｘで特定される試料の吸上値を示した
グラフである。
図35は、種々の綿コア重量を有する本発明による積層
材の吸上応答を示したグラフである； 図36は、積層されていない綿ウエブの吸上応答を描い
たグラフである；そして 図37は、綿コアを有する積層材とカラムシコアを有す
る積層材の吸上応答を比較するグラフである。
図１を参照すると、描かれた複合ウエブ10は第一層1
2、および第二層14を含む。描かれたように、これらの
層は互いに、実質的に同じ大きさであり同じ間隔で離れ
ている菱形模様の接着16によって接着される。これらの
接着領域は、好ましくは、複合ウエブの全表面上に及ん
でいることが好ましく、それによってこれらの層が組み
込まれ、凝集性のウエブが供給される。図２において
は、12′および14′で各々示される同様な第一層および
第二層、プラス第三層20を含む別のウエブ10が示されて
いる。
本発明の複合ウエブの層の少なくとも１つは、熱可塑
性人造繊維である。したがって、ウエブの層を互いに接
着することは、加熱した一組のロールの間をオーバーレ
イ層を通過させること等の幾つかのよく知られた熱的接
着手段のいずれによってもよい。好ましくは、これらの
ロールの少なくとも１つは、これらのロールの間のニッ
プを通して供給された複合ウエブに、ロールによって提
供される押圧と熱を組み合わせた手段によって、図１に
示した菱形領域等の接着領域の間隔をつくる突起30（図
３を見よ）の表面模様を供給する。超音波溶接等の他の
熱的接着手段を所望により採用してもよい。本発明の複
合ウエブの層を密着させる他の技術は、水的からみ合
い、ニードルパンチング等のような幾つかの層の繊維の
物理的巻き込みを含むかもしれない。いずれにしても、
各層相互の好ましい接着は、複合ウエブの実質的な全体
領域に広がる比較的小さい、間隔のあいた接着領域手段
によって影響され、ウエブの所望の特性に不利な影響を
与えることなしに幾つかの層から単一の凝集性（一体
の）ウエブを効果的につくり出す。接着操作において、
複合ウエブの表面面積の約５〜約75％が、ウエブの層の
間の接着面積である。しかしながら、好ましくは、複合
ウエブの接着面積の総パーセント数は、複合ウエブの面
積の約10〜約25％の間である。
本発明の複合ウエブの製造のための方法の一の実施態
様において、好ましくは、ウエブの層各々は個々に成形
され、積層型操作でオーバーレイされる。それらのオー
バーレイ条件で保持された間に、ウエブは上述のように
接着される。しかしながら、本発明のウエブの幾つかの
層は、インライン生産工程と実質的に同様に製造される
かもしれず、その工程においては層の１つが成形され、
そしてその上に第二または別の層が第一または以前に形
成された層の上に成形される。この後者の場合、接着操
作もまたインラインで、ウエブの最後の層の成形の下流
に位置する。これらの製造技術はウエブ製造の当業者に
は公知である。図３には、前方に駆動するコンベヤ21の
上へ以前に成形された層15、17および19をオーバーレイ
してウエブにし、そしてその後、一組の加熱ロール26お
よび28のニップ24にウエブを通すことによって層を接着
して凝集ウエブ10にする工程が示されている。この実施
態様において、アッパーロール28は所望の間隔を有する
接着領域16を形成する表面突起30の模様を提供する。示
されたように、複合ウエブ10は保存およびその後の使用
のためにロール32に巻かれる。所望により、ウエブ15お
よび19各々は、例えば、スパンボンディング、溶融吹出
あるいは凝集性のセルフ−サステイニング（self−sust
aining）ウエブを提供する他の工程等による人造繊維か
ら形成される。
図４には、人造の熱可塑性繊維の第一層40が従来の溶
融吹出またはスパンボンディング工程44を採用すること
により成形され、そしてその後前方に駆動するコンベヤ
ー42の上に置かれる本発明のウエブの製造のための方法
が模式的に描かれている。図５に記載されたように、オ
フラインまたはインラインのいずれかで製造されたセル
ロースベースの繊維の層48は、駆動コンベヤ42の上に配
列される第一層40上にオーバーレイされる。熱可塑性人
造繊維の第三層50は、従来の溶融吹出またはスパンボン
ディング工程51によって形成され、そしてセルロースベ
ースの繊維層48の上にオーバーレイされ外層40と人造熱
可塑性繊維材料50の間に配列された三層ウエブが提供さ
れる。示された工程には、これらの幾つかのオーバーレ
イされた層は一方がその外表面上の突起58の模様を有す
る加熱された一組の押圧ロール54および56のニップを通
って送られ、幾つかの層を熱的に接着して凝集性ウエブ
59にする。複合ウエブは別の使用のためにロール60に巻
かれる。下記により十分に表されているように、第一層
および第二層、40および50の一方または両方は、人造ス
テープルファイバーウエブの熱接着を含めて、従来の溶
融吹出スパンボンディングまたは類似の他の技術により
成形されてもよい。
図５を参照すると、本発明によるウエブの製造のため
の工程の別の実施態様が描かれている。示された工程に
おいて、人造繊維の第一層64はオンラインの従来の溶融
吹出またはスパンボンディング装置66を用いて成形さ
れ、アイドラーローラー65を介して送られ、そして第一
コンベヤ67の上側の流れの上に置かれる。示されたよう
に、この工程は、さらに、インラインカーディング部68
を含み、セルロースベース繊維材料のベール（包み）69
がインラインカーディングユニット70に導入され、この
中からカード（繊維塊をくしけずる、card）されたウエ
ブ71が直接に第二コンベヤ72の上に送られる。コンベヤ
72から、セルロースウエブはコンベヤ67の上のウエブ64
のいちばん上に進行方向にそって供給される。さらに、
人造繊維の第三のウエブ74は別の従来の溶融吹出または
スパンボンディング装置75を用いて成形され、そしてア
イドラーローラー76を介して送られ、そしてセルロース
ウエブ71の一番上の表面上にオーバーレイ（積層）さ
れ、セルロースウエブ71は人造繊維のウエブ64と74に挟
持される。これらのウエブの層は一組の加熱ローラー78
および79のニップ77を通って前方に送られ、アッパーロ
ーラー78は、少なくともトップウエブ74とセルロースウ
エブ71の間の間隔をあけた熱接着を効果的になし遂げる
ためにその円筒状の外表面に突起81を有しており、幾つ
かの層を複合ウエブに成形する。接着された層83はひき
続き保存、使用するためにロール85に巻かれる。随意
に、人造ステープルファイバー層を従来の気流法（air
laying）ウエブ成形装置89を用いてウエブ87に成形し、
複合材83をセルロースウエブ71と人造繊維ウエブ64およ
び74のいずれか一方または両方の間に挿入してもよい。
本発明では、複合ウエブは少なくとも二層を含む。い
ずれにしても、少なくとも一つの層はセルロースベース
の繊維から成形される。ここで用いられる「セルロース
ベースの」という語は、約25％〜100％の間のセルロー
ス材料を含むステープルファイバーを意味する。繊維が
得られる適切なセルロース材料は、綿、カラムシ、麻、
黄麻、亜麻、アンバリ麻、バガセ（bagasse）、ユーカ
リキノ、レーヨン（再生セルロース）およびこれらの組
合せを含むが、木部繊維を含まない。選択されたセルロ
ース繊維は、典型的には、当業者に公知の方法で処理さ
れ、速やかに液体を吸収する清潔な、薄色の繊維を提供
する。例えば、綿は、精錬され、漂白されて、繊維から
油分等が除去され、そして、異物を除き薄色（色は白の
ようである）であるとともに柔軟で吸収性のある繊維を
精製する。しかしながら、ほとんど漂白しないかまたは
まったく漂白しない部分精錬は、様々な用途のために十
分な吸水性および／または吸上げを提供するかもしれな
い。本発明のウエブ中で使用するために適切なセルロー
ス繊維は、約0.5〜約３インチの間の長さのものであ
る。綿繊維は、カラムシ繊維または亜麻繊維が約３イン
チまでの長さであるにもかかわらず、好ましくは、約0.
5〜約1.25インチの長さの範囲のものである。所望によ
り、より長い繊維を切断しまたは細断して短くしてもよ
い。使用されるセルロース繊維は、糸（yarns）または
加工糸（threads）に成形されない。しかしながら、繊
維は、カーディング等によって処理されてもよく、繊維
を配向させ、または好ましくはそれらの方向性をランダ
ムにし、繊維をセルフサポーティング（self−supporti
ng）ウエブに成形する。所望により、繊維は繊維処理操
作から受け取られたと同様にベールから直接使用されて
もよく、この例では、本発明のウエブに、層として導入
され、その層中で繊維はさらにカードされ、または相互
により並行でなくなり、またはランダムに配向してい
る。綿繊維は、好ましくは、本発明の複合ウエブの他の
特性の中で、所望の風合いおよびドレープ性を発揮させ
るために十分に柔軟であるように、約３〜約５ミクロネ
ア単位の間の繊度のものである。約５ミクロネア単位よ
り太いサイズの綿繊維では、柔軟性が不足し、それから
成形されたウエブは目が粗く、許容できない風合いとな
る。綿繊維は、本発明の複合ウエブ中で使用するため
の、セルロースベースの繊維の好適な成形品である。綿
繊維は、滑らかでない表面を有し、ポリオレフィン繊維
の表面エネルギー約31dyne/cmに比べて約44dyne/cmの表
面エネルギーを示し、それによって本発明の複合ウエブ
において一度重層された場所に良く残ることを示す。さ
らに綿繊維は、幾つかの複合構造体中の吸上、吸収性お
よび液体の保持、嵩、蒸気および気体の透過性を除く液
体の撥水性、および強度といった複合ウエブの優れた特
性に貢献し、特に、0.5oz/yd2（17g/m2）より軽い溶融
吹出ウエブが使用される場合に貢献する。
セルロースベース繊維が本発明の多層複合ウエブの内
層の作製に採用されるにもかかわらず、この内方は、フ
ィラメント長ファイバーとは対照的に、ステープル長フ
ァイバーで成形される。ステープルファイバーは、比較
的個々の長さが短いものであり、混合物の長さは、最も
しばしばすべての混合物の長さが約３インチ未満のもの
であり、好ましくは、長さが約２インチ未満のものであ
り、繊維の端は多様である。これらの繊維は糸に成形さ
れない限り、個々の繊維として内層に存在し、この繊維
は、好ましくは、十分に凝集性のウエブに成形されると
いう事実よりほかには主な方向性を持たず、コンベヤ上
にまたはコンベヤ上の別のウエブ上にオーバーレイする
ための自動化装置で取り扱われ、繊維端はウエブ内であ
らゆる方向に延在している。多くの繊維端は、それゆ
え、ウエブの平面の一般的な側面方向に延在し、ウエブ
の平らな通常の表面から一様に突き出す。ステープルフ
ァイバーウエブのこの特徴は、医療用途で用いるための
この成形品に受け入れられない主要な理由の一つであ
る。本発明によれば、この以前の受け入れられないウエ
ブは短いセルロース繊維を含むことになるよう人造繊維
等の人造不織布繊維の２つのウエブの間に挟持されてい
る。しかしながら、これらの人造繊維ウエブは、得られ
た複合ウエブの風合いおよび他の所望の特性に心身に有
害な影響を与えないように注意深く選択しなければなら
ない。また、内層のセルロース繊維が風合いおよび液体
の吸上および保持の所望の特性を複合ウエブに付与する
ことを許容する能力のために人造繊維ウエブが選択され
る。ウエブ中で実質的にボイド容積を増やす処理によっ
てウエブに成形されるが、ある程度の繊度を有する繊維
を成形し、ウエブにバクテリアに対する遮断性の機能を
同様に付与することができる。そして、蒸気または液体
がウエブの厚みを通って移動することを妨げることな
く、セルロースファイバーの内層に成形され、液体はこ
こへ速やかに捕捉され、そして複合ウエブにしみ通らな
い。
内層の平面の一般的な側面方向に向けられた複合材の
内層の短いステープルファイバーのこれらの端は、この
内層中に液体を輸送する多くの範囲を画定する。特に、
人造繊維の外層は疎水性の性質を有し、表面張力の値が
低い。これらの繊維もまた、長さが連続的であり、液体
の輸送性が悪い。他方では、内層のステープルファイバ
ーは親水性であり、比較的高い表面張力の値を有し、な
めらかでなく、それらの長さ方向に曲がり、そして多数
存在するため内層本体中に液体を引き込む傾向がある。
さらに、内層中のステープルファイバーの多くの端は、
内層平面の側面へ広がり、内層中に液体が輸送されるた
めの準備された経路を定義する。これは、液体への親和
性と内層中での数の多さ幾何学的および物理的方向性と
いう２つの理由によって、内層中に多数の毛細管が定義
され、さらに、内層中への液体の移動が促進され、内層
中での液体の保持を助けている。綿繊維もまた濡れたと
きに膨張するので、これらの繊維は液体を吸収し、また
遮断機能を提供することを期待されているウエブにおい
て好ましい。
先行技術でよく理解されているように、互いに接着さ
れていないセルロースベースのウエブは、多くの使い捨
ての医療用製品では役に立たない。第一に、ウエブはセ
ルフサスティニング（自己保持性）の強度は不十分なも
のであり、第二に、繊維がウエブから遊離しやすくそし
てそれによって受け入れがたい強力な汚染源を導入す
る。外科用ガウン中のばらばらの繊維が、例えば、開い
た傷口または切開創に入るとその患者が肉芽腫になる原
因となり、それゆえこの応用においては、繊維は適切に
封じ込められていなければならない。本発明により、セ
ルローベースの繊維は、熱可塑性人造繊維の層と組合わ
せる。以下に記載するように、セルロースベースの繊維
の層と熱可塑性の人造繊維の層との組合わせは、これら
の層が熱的に間隔をあけて接着されたときに、向上され
た特性、特に吸上、液体の保持、および強度を示す凝集
性の複合ウエブを提供する。とりわけ、人造繊維の層
は、複合ウエブに強度と磨耗耐性を提供し、それゆえ、
好適な複合ウエブにおいては、セルロースベースの繊維
の層は人造繊維の外層の間に挟持される。
先行技術の熱可塑性人造繊維の溶融吹出ウエブおよび
スパンボンドウエブでは、使い捨ての医療用および衛生
用製品でこれらのウエブを有用なものとするため特別な
そして付加的な処理を必要とするにもかかわらず、本発
明の発明者らは接着された複合ウエブにおいてこれらの
ウエブの選ばれた１つと選ばれたセルロースベースの層
との組合せを通して、人造繊維のウエブを特別に処理す
る必要がなく、むしろこれらの選ばれたウエブを直接本
発明の複合ウエブ中に組み込むことができる複合ウエブ
を製造できることを見いだした。この可能性は、本発明
に実質的な経済的な利益をもたらす。
本発明においては、人造繊維のウエブは、好ましく
は、溶融吹出技術またはスパンボンディング技術によっ
て成形される。これら人造繊維の溶融吹出繊維は、好ま
しくは、直径約0.5〜10.0μｍのものであり；それにも
かかわらず、溶融吹出ウエブで覆うスパンボンドウエブ
中の繊維の直径はローエンド（low end）で約8.0μｍで
あり、それらの直径の範囲のアッパーエンド（upper en
d）で50μｍまたはそれ以上の範囲かもしれない。スパ
ンボンドウエブは、一般的には、冷却後注目に値する配
向性が付与されるため、目が粗いが、溶融吹出ウエブよ
りも強い。いずれかの場合、繊維は、セルフサスティニ
ングウエブに成形される。本発明で使用する溶融吹出ウ
エブの好ましいウエブ重量は、軽量で、約0.05〜約10oz
/yd2の間の重量であり、最も好ましくは、約0.25〜約2o
z/yd2の間である。本発明で使用するスパンボンドウエ
ブの好ましいウエブ重量もまた軽量で、約0.1〜約10oz/
yd2の間の重量であり、最も好ましくは、約0.3〜約2oz/
yd2の間である。約0.05oz/yd2より軽い重量のウエブは
セルロース繊維を封じ込め、複合ウエブ中で所望の強度
および他の特性を提供するためには繊維密度が不十分で
ある。より重い重量のウエブ、すなわち、約10oz/yd2を
越えるウエブは、セルロース繊維層と組み合わせたとき
に、望ましくないざらざらした複合ウエブを生じさせ
る。スパンボンディング工程および溶融吹出工程、およ
びそのようにして製造されたウエブのさらに特別の記載
は、「プロシーディングス、ファイバー プロデューサ
ー カンファレンス 1983」（Proceedings,Fiber Prod
ucer Conference 1983）という名称で、1983年４月12
日、13日、および14日、６−１頁〜６−６頁になされた
発表から得られ、このような発表はここで参考文献とし
て本明細書に含まれている。
記載したように、本発明による好適な複合ウエブは、
人造繊維の外層の間に挟まれる１つのセルロースベース
の繊維内層を含む。それゆえ、複合ウエブは異なる層の
組合せを含む。例えば、セルロースベースの繊維の要求
された層に加えて、この複合ウエブはセルロース繊維の
片面に面する溶融吹出人造繊維の第一層と、このセルロ
ース繊維層の反対の面に面するスパンボンドの人造繊維
を含む第三層とを含んでもよい。同様にまた、第一層お
よび第三層は、溶融吹出繊維またはスパンボンド繊維の
いずれかまたは両方であってもよい。さらにまた、溶融
吹出またはスパンボンドのいずれかの人造繊維の付加的
な内層によって隔てられていてもいなくてもよい多層の
セルロース繊維が提供されてもよい。いずれにしても、
このセルロース繊維は、少なくとも人造繊維の１つの外
層、好ましくは２つの外層で保護されるものである。別
の層を複合ウエブに付加することは、この複合ウエブの
コストを増加させ、そしてこの複合ウエブの風合いや他
の望ましい特性を減ずるものであることはよく知られて
いる。
本発明の特徴を採用する複合ウエブの試料は、図３に
模式的に示された工程を用いて製造された。本試料を調
製するにあたり、セルロースベースの繊維は、ベールか
らの繊維を裂いて均一に混合するオープナーミキサーに
送られた。オープナーミキサーからの繊維はカードを通
って送られ、カードでウエブを作るためにカード（繊維
塊をくしけずる）され、ウエブはカードから巻かれるこ
となく直接玉揚げされ、コンベヤで運ばれる熱可塑性人
造繊維の層の上に送られた。本試料の製造に用いられた
カードは、その出口の端に取り付けられたランダム化ユ
ニットを有するため、繊維は縦方向に好適な方向性がま
ったくないかほとんどない状態でウエブ中でランダムに
配向された。その後、熱可塑性人造繊維を含む第三層
は、セルロース繊維の一番上にオーバーレイされるので
セルロース繊維層は熱可塑性の人造繊維の２つの外層の
間に挟まれる。この積層は、その後、一組の加熱ロール
の間のニップを通って送られ、これらのロールの一方は
なめらかな表面を有し、他方は間隔の空いた突起の模様
を提供し、これら突起の各々は菱型の平面図のものであ
る。表ＩおよびIIは、これらの試料の調製で採用された
操作パラメータおよび種々の試料の組成に関してさらに
詳細を提供する。
表ＩおよびIIに表記したように、製造した試料は下記
の諸性質を試験された： 遮 断 遮断は布の流体および微生物の裏抜けに抵抗する能力
をいう。遮断性は手術室員および患者を幹線から護る。
試 験 試験手順 使用 静水圧 AATCC試験法127−1985 撥油性等級 AATCC試験法118−1983 衝撃透水 AATCC試験法 42−1985 散水等級 AATCC試験法 22−1985 強 度 医療用不織物は製造工程から最終製品の使用の全部に
わたって引裂きおよび破壊が防がれるよう十分強くある
ことも要する。
試 験 試験手順 破壊荷重 IST1 110.0−70（82） エレメンドルフ引裂強さ IST 100.0−70（R82） ミューレン破裂強さ IST 30.0−70（R82） 引張伸び IST 110.0−70（82） ドレープ性と快適さ 不織布のドレープ性は、それが覆っている対象物の形
に順応する能力をいう。対象物は患者、手術室の机およ
び装置を含む。
快適さは呼吸性、材料および製品設計の選択に関係す
る。
註） １ INDA（不織布工業会）標準試験試 験 試験手順 フレーザー（Frazier）通気性 IST 70.1−70（R82） 片持ち曲げ長さ ASTM Ｄ 1388−64 これらの試験結果を表III AおよびIII Bに示す。
表IIIのデーターは本発明の軽量積層物の強度値が、
合成繊維かフィラメントだけから形成された先行技術の
布、すなわち従来医療用への使用に好まれてきた先行技
術SMS布、の代替品としてこれら積層物が使用されるの
に充分適することを示している。本積層物はさらにセル
ロースファイバー層を含まない積層物に比較して良好な
風合い（曲げ長さ）および液体遮断性を示す。以下に記
されるように本発明の積層物は液体の吸収、保持および
吸上げに関する優れた性質をもち、これは本積層物を例
えば医療用により大いに有用かつ望ましいものとする。
撥水在仕上げ 積層物の水、油、血液、アルコールおよびその他水性
液体に対する忌避特性および布の遮断性を増すために、
積層された試料にフルオロケミカル仕上げを施した。
積層物試料にフルオロケミカル仕上げを施すのに連続
仕上げ用の従来法のバジング技法が使われた。この技法
では、試料を薬品混合物中に浸した後一組のローラーの
間隙を通してニツプ圧力をかけて飽和した積層物から過
剰の薬品をしぼり出す。ニツプ圧力は望ましい含浸量パ
ーセント（WPU％）を得るよう調整する。含浸量は積層
物試料が吸収した仕上げ液の量である。未仕上げ試料は
切断後秤量する。フルオロケミカル仕上げのためにパジ
ングマングルを通した試料は仕上げ処理後秤量した。含
浸量パーセントは次のようにして決めた： 異なった積層物試料の含浸量パーセントを表IVに示す。 表 IV MSM積層物試料の含浸量パーセント 試料No. WPU（％） １ 152.10 ２ 145.50 ３ 149.43 ４ 157.96 ５ 157.90 ６ 140.91 ７ 140.11 フルオロケミカル仕上げは、18インチ幅のパジングマ
ングルを用いて行なった。積層物試料の処理に使われた
フルオロケミカルはデュポンからの５％“ゾニル（Zony
l）"PPRファブリクプロテクターであった。140％の含浸
量が予定された。試料はパジングマングル中で浸漬２回
と30psiの圧力でのニツプ２回を施した。仕上げた試料
は熱対流炉中でピンフレーム上250゜F、3.5分間硬化し
た。下記のフルオロケミカル組成物を用いた： フルオロケミカルで仕上げた試料は前述の試験手順を用
いて遮断、強さ、ドレープ性および快適性を試験した。
仕上げ済積層物試料の結果を表Ｖに示す。
試料が液体を通すために求められる静水圧の水準は、
溶融吹出ウエブで得られる良好な遮断性を立証する未仕
上げ試料で既に著しく高かった。しかし、綿ステープル
ファイバーだけを中央層に含んでいる撥水仕上げ済試料
１、２および３は、対応する未仕上げ試料よりもずっと
高い静水圧を有し、さらにポリプロピレン（PP）だけを
中心にもつ仕上げ済試料よりも一般に大きな静水圧を有
していた。一方、PPだけがコアにある試料の大部分の静
水圧は、撥水仕上げによって顕著に減少した。大多数の
仕上げ済試料の散水等級のフルオロケミカル仕上げの結
果と同様に増加したことが見られた。フルオロケミカル
仕上げを施す最大の利点は、著めて悪い0.0（未仕上げ
試料での）から優秀の範囲の6.0−8.0（フルオロケミカ
ルで仕上げ済の試料での）に撥油等級の増加で見られ
た。ここでもコアに綿だけしか含んでいないフルオロケ
ミカル仕上げ済試料は、撥水値が最高の８であった。
下記表で８−15の番号になっている別の一連の試料が
比較のために作成された。木材パルプを含むソンタラ
（Sontara）布を除いて、これら試料にはセルロースベ
ースの繊維層を含んだものはなく、人造繊維層を１層以
上含んでいた。表VIはこれら各試料の組成と製造法を示
す。
これら試料は織布ウエブの代わりとして用いられ積層
物に重要と考えられる各種の性質について試験された。
これらの試験結果を表VIIに示す。
さらに比較のために、繊維含量、重量および仕上げが
違っていて表VIIIに記したいくつかの異なった織布を市
販材料から得た。100％綿デニム布はズボン用材料であ
った。ポプリン布はパンツおよびシャツ用であった。デ
ニム布は公称重量10,12およぶ14.5oz/yd2のものであっ
た。“インディゴ”デニムは、生布（糊抜きなし）、糊
抜きおよび軽く精錬した布、および糊抜き、軽く精錬お
よびフルオロケミカル仕上げ布からなっていた。“ホワ
イト”デニム布およびポプリン布は、糊抜き、精錬およ
び漂白済であった。“ホワイト”デニム布の一部はフル
オロケミカル仕上げもしていた。ポプリン布は糊抜き、
精錬および漂白、耐久プロセス仕上げの段階の後並びに
耐久プレスおよびフルオロケミカル仕上げ後に評価し
た。すべての製造用仕上げおよび耐久プレス並びに撥水
仕上げ法は、市販装置を用いて市販施設で行なった。こ
れら布をさらに確認するデータは表VIIIにある。布に対
して行われた試験結果は表IXにある。
本発明の複合ウエブは、従来外科用ガウンおよび類似
の医療用途に使われていた織布ウエブに匹敵する風合い
とドレープ性を示した。本複合ウエブの通気性、すなわ
ち約25から約37ft3/分/ft2の間もシャツ用材料のような
織布と対等であるから、そのような織布の遮断特性と通
気性を与える。本複合ウエブ中には繊維層があるから、
本ウエブには先行技術の単層織布にまさる高い濾過効率
が与えられ、従って本複合ウエブのウエブの遮断特性が
重要な用途への有用性が高められる。
いくつかの先行技術の布、綿マットおよび本発明によ
って製造した積層物の吸収能および保持能を試験した。
吸収能はスウェーデン織物研究所（TEFO）で開発されシ
ショオ（Shishoo）により発表（TAPPIジャーナル、1987
年７月）された手法を適用して測定した。図６はガラス
フリット82付の大型漏斗80および捕集メスシリンダー84
からなる試験装置を示す。面積100cm2の円形試片86を21
℃65％RHで一晩状態調節した。試料を表を上にしてガラ
スフリット上に置いた。試片を飽和させるのに100mlの
液体を7mm/秒の割で2.54cmの高さから供給した。100cm2
の円形100g分銅88を速やかに飽和した試料上において集
成体を10分間漏洩させた。シリンダー中の捕集された液
量を測って下記計算でその製品の吸収能（Ｃ）を計算す
るのに用いた。
Ｃ＝ａ−ｂ ここにａ＝液体の全容量（100ml） およびｂ＝100Paの圧力で吸収されない液体量（m
l）。
試験した各シートには７回繰り返しが行われ、結果は
最も近いmlで表示された。保持能は吸収能測定の継続と
して測定された。容量試験で10分の終りでの吸収されな
かった液量を測定後、2.9kg分銅を試料上にのせて合計
圧力を3kPaにし（100Paは既に容量試験時から試片上に
ある）、集成体を５分間漏洩させた。この経過時間の終
りにシリンダー中の液量を記録し、そして追加の2kg分
銅を加えて最終で合計5kPaにした。湿った試料をさらに
５分間放置してシリンダー中に捕集された液量を測っ
た。２つの異なった圧力の下で試料中に保持された液量
（CrmとＣ′rm）を下記で測定した： Crm＝Ｃ−ｃ ここにＣ＝吸収能 ｃ＝3kPa圧力下で吸収されなかった液量 Ｃ′rm＝Ｃ−ｃ′ ここにＣ＝吸収能 ｃ′＝5kPa圧力下で吸収されなかった液量 各シートには、７回この試験の繰り返しが行われ、結果
は最も近いmlで表示された。これら試験の結果は表XIに
ある。更なる比較のために、100％カードした綿ウエブ
の種々の荷重下での吸収能と保持能も表XIIに示され
る。表XIの試料番号37−40はセルロース繊維層を含まな
い。明らかにこれらの吸収能および保持能は殆どない。
これらのデータおよび前の表のデータから、本発明の積
層物が多くの物性上の点で、特に医療用などの用途には
先行技術の人造不織布にまさることはただちに明らかで
ある。本布はまた軽量であり、事実、より少量（重量
で）の溶融吹出材料を有するこれらの布は液体の吸収お
よび保持能において優れていることが知られていて、そ
れによって経済的利益も提供する。さらに綿100％のウ
エブでもウエブ重量が増すと保持能がいくらか失われる
ことが知られているのに、これら同じ綿ウエブが本発明
の積層構造中に組入れられた時には、できあがった積層
物は意外にも内層中の綿重量が増えるにつれて保持能が
よくなることが示された。
試料の吸上作用を図７に示す装置組立を用いて試験し
た。この装置は、プリンタ92付のトップ荷重天秤90;実
験室ジャッキ94;試験液96を納める貯水槽95;粗い（40−
60ミクロン）ガラスフリット100付の漏斗98;漏斗98を貯
水槽94と結ぶゴム管102;100g円形分銅106（面積100c
m2）；およびストップウォッチ（示さず）を含む。漏斗
98はリングスタンド110上に垂直に調整してのせる。100
cm2の円形試料108を20℃65％相対湿度で終液状態調節し
たシートから任意に切りとる。７つの試片を試験用の各
シートから切りとる。手順上、ガラスフリットがぬれる
まで（しかし水はその上にはない）試験用液体貯槽を高
くした。試片をフリット上に置いてその上に100g円形分
銅をのせた。分銅を試片上に置いた時にストップウォッ
チを作動させ、貯槽から試料へと失われた試験液重量の
読みを10秒毎に３分間にわたってとった。これは試料中
に吸い上げられた液量を安定化させるのに十分な時間を
与えた。結果を時間対量の曲線でプロットした。この方
法は評価した各シートに対して７回繰り返した。いくつ
かの試料の結果を表Ｘに示す。これら試料から得られた
時間対量の曲線を図８−34に示す。
極めて明らかなことは、図８−34の観察により、人造
繊維またはフィラメントを含んだ先行技術の積層物の吸
上特性は非常に乏しい吸上を示すことである。他方、こ
れらの同じ布が天然セルロース繊維層で積層されている
場合には、得られる布は優れた吸上特性を示し、従って
医療用などの用途に望ましい布を提供する。
本発明は特定例をもって記載されているが、当業者の
認めるように本発明は種々の変形を含むことが意図され
ている。例えば、記載の菱型模様以外の種々の接着模様
も使用可能である。さらに、種々のフルオロケミカル仕
上げが商業的に行なわれ業界によく知られており、例え
ばハンドブック オブ ファイバー サイエンス アン
ド テクノロジー：第II.巻ケミカル プロセシング
オブ ファイバース アンド ファブリクス、ファンク
ショナル フィニシュズ、パートＢ、メナケム ロウイ
ン（Menachem Lewin）およびステハン B.セロ（Stephe
n B.Sello）編が参照され、参考として特に172−183頁
を本明細書に組入れる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダケット カーミット イー. アメリカ合衆国 37920 テネシー州 ナッシュビル テイムバーレイク ロー ド 3404 (72)発明者 バラスブラマニアン ベンカタラマン アメリカ合衆国 28002 ノース カリ フォルニア アルベマール アパートメ ント ４．ノース ストリート 131 イー. (56)参考文献 特開 昭61−148041（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−231662（ＪＰ，Ａ) 特公 昭64−9190（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B32B 5/26 B32B 27/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】人造繊維、熱可塑性人造ステープルファイ
    バーおよびこれらの組合せからなる群から選ばれた繊維
    性材料からなる不織布の第１層で前記第１層は約0.05か
    ら約10oz/yd2、最も好ましくは0.25から2.0oz/yd2の重
    量を有し、非木材セルロースベース ステープルファイ
    バーからなる不織布の第２層で、前記第２層は約0.1か
    ら約10oz/yd2、最も好ましくは１から4oz/yd2、前記第
    ２層の繊維は約0.5から約３インチの繊維長と約２から
    約５ミクロナリア（Micronaire）単位に相当する繊維重
    量を有するものを含んでなり、さらに、熱可塑性人造繊
    維、熱可塑性人造ステープルファイバーおよびこれらの
    組合せからなる群から選ばれた繊維性材料からなる不織
    布の第３層を含み、前記第３層は約0.05から約10oz/y
    d2、かつ前記第３層は前記第２層上で前記第１層の反対
    側に配置されて、第１、第２および第３層は重なる方向
    でなり、前記第２層が少なくとも前記第１層と第３層に
    挟持され、第２層が第２層と第３層の少なくとも１つを
    通してまたはその中に投入するように熱的に接合されて
    いて、ここで第１と第２層は空気透過性が約25と約37ft
    3/min/ft2の間を持つように収束ウエブを形成し、層の
    間の結合面積が複合ウエブの面積の１つの約５と約75％
    好ましくは約10と約30％の面積の間であるように、結合
    ウエブの形に一緒に結合してなる織物ウエブの基材とし
    て特に有用な多層不織複合ウエブ。
  2. 【請求項２】請求項１の複合ウエブであって、前記の層
    が前記ウエブの平滑域に実質的に等しく間隔をあけた面
    積の模様で熱的に結合された区域に区間をあけた位置で
    熱的に接着されている複合ウエブ。
  3. 【請求項３】請求項１の複合ウエブであって、前記の各
    第１層および第３おののおのが約85％を超える空隙容積
    を示す複合ウエブ。
  4. 【請求項４】請求項１の複合ウエブであって、、前記複
    合ウエブの水の吸込速度が約0.01g/秒から約0.05g/秒で
    3kPaでの水の保持値が約７から約15mlを示す複合ウエ
    ブ。
  5. 【請求項５】請求項１の複合ウエブであって、前記複合
    ウエブが破裂強さが約40から約225kPaを有する複合ウエ
    ブ。
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