JPH02160995A - 気体透過性・液体不透過性不織材料 - Google Patents

気体透過性・液体不透過性不織材料

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JPH02160995A
JPH02160995A JP1265324A JP26532489A JPH02160995A JP H02160995 A JPH02160995 A JP H02160995A JP 1265324 A JP1265324 A JP 1265324A JP 26532489 A JP26532489 A JP 26532489A JP H02160995 A JPH02160995 A JP H02160995A
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polyolefin
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polyolefin pulp
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ディヴィット・エイチ・デュマ
Elliott Echt
エリオット・エクト
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Hercules LLC
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気体透過性・液体不透過性不織材料に関する
。
［従来技術］ 医療の実際場面においては、細菌汚染を含む液体の浸透
を防ぐ一方で気体は透過させる、包装・被覆材料が必要
とされることが多い。気体透過性は、たとえば、滅菌の
ため蒸気やエチレンオキシドのような気体を染み込ませ
るために、また、患者を覆う布製品として使用したり手
術着を作るために使用する際に、空気や水蒸気の透過を
可能とするために望まれる。また、防護衣のように非医
療分野での応用のためにも液体不透過性材料が必要であ
る。
こうした材料の設計においては、材料の空気に対する透
過性を不十分なものとすることなしに液体の浸透を防ぐ
ことに困難がある。所望の特性の組み合わせを達成する
ために、撥水性表面処理をしたり、または複数の層によ
る積層を用いるなど、いくつかの方法が提案されている
。メイズ（Ｍａｙｓ）等の米国特許第４，６５７．８（
１４号には、乾燥形成、溶解吹き（ｍｅｌｔ　ｂｌｏｗ
ｎ）法により製造した疎水性微細繊維撚糸を溶融結合し
て、低融点表層部（ｓｈｅａｔｈ）と高融点芯部を有す
る複合繊維の層とした水不透過性・気体透過性積層材料
が、記載されている。
この材料は、撥水性結合剤で含浸され、撥水性仕上剤で
処理される。キルソン（Ｋｉｌｓｏｎ）等の米国特許第
４．１９６，２４５号は、乾燥形成、溶解吹き法により
製造した、少なくとも二つ撚りの疎水性微細繊維撚糸で
あって一方が空気透過性不織被覆撚りである複合不織布
を開示している。また、英国特許筒２，０９５，６１６
号には、吸収性不織布の層からなる液体不透過性水蒸気
透過性材料が記載されている。
これは、表面活性成分や撥水性不織布層を含まないが、
撥水性仕上剤による処理を許している。また、各層は、
疎水性不連続層によって互いに結合されている。
湿潤形成法により製造することができる材料であって、
撥水性表面処理や他の材料との積層を必要とすることな
しに、細菌汚染を含む液体の透過には抵抗性をもたらす
−・方で気体は透過する材料が得られれば、現在子に入
る材料に優る改良となるであろう。
空気透過性で疎水性の不織材料であって、接着剤を使用
することなしに他の材料と熱的に結合させることの可能
な材料が、湿潤形成法により形成できることが見出され
た。
［発明の構成］ 本発明は、混合物の全重量に基づいて、（１）５ないし
３０％の第一のポリオレフィンパルプ；（２）　１５な
いし９０％の、第一のポリオレフィンパルプよりも少な
（とも２０℃高い融点を有する第二のポリオレフィンパ
ルプ； （３）５ないし５５％のステープル・ファイバー（ｓｔ
ａｐｌｅ　ｆｉｂｅｒ）　； からなる熱的に結合された混合物（ｂｌｅｎｄ）からな
り、液体については不透過性、気体については透過性で
あることを特徴とする不織材料を提供する。
低融点のポリオレフィンパルプが約２０％、高融点のポ
リオレフィンパルプが約４０％であることが好ましい。
０．５ないし２０％の木材パルプを添加してもよい。
ポリオレフィンパルプは当業者には既知のものである。
たとえば、カーク・オスマー編「化学技術百科事典Ｊ第
３版第１９巻第４２０〜４３５頁の［パルプ、合成Ｊ　
（’Ｐｕ１ｐ、　５ｙｎｔｈｅｔｉｃ、”　Ｋｉｒｋ−
Ｏｔｈｍｅｒ。
Ｅｎｃｙｃｌｏ　ｅｄｉａ　ｏｆ　Ｃ１）ｅｍｉｃａｌ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ　ｙ、　３ｒｄ　Ｅｄ。
（Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：　１９８２）、　Ｖｏｌ−１９，
ｐｐ、４２０−４３５）参照。
こうしたパルプは、極めて微細で、高度に分岐しており
、熱可塑性ポリマーからつくられた不連続小繊維である
。外見および大きさは木材パルプのそれと非常によく似
ている。ポリオレフィンパルプにより、撥水性表面処理
や他の材料への積層を行なわないでも液体障壁性が付与
される。また、ポリオレフィンパルプは、液体不透過性
材料を他の材料に結合することを可能にする。この際、
接着剤は必要ではな（、たとえば、熱または超音波によ
る。
ポリオレフィンパルプの原料となるポリマーの代表例は
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ（４−メチルペ
ンテン−１）、エチレンとプロピレンとのコポリマーお
よびエチレンまたはプロピレンと１−ブテンやｌ−ヘキ
センのような他の１−オレフィンとのコポリマーである
。ポリオレフィンパルプは、これらのポリマーの一種の
みからなるものでもよいし、これらのポリマーの中の二
種以上の混合物からなるものでもよい。好ましい低融点
ポリオレフィンパルプは、ポリエチレンパルプであり好
ましい高融点ポリオレフィンパルプはポリプロピレンパ
ルプである。
ステープル・ファイバーは最終製品に所望の気体透過性
を付与する。また、ステープル・ファイバーは、特に材
料が乾燥され熱的に結合される以前にシートに強度をも
たらす。湿潤形成力では、５ないし１０ｍｍの長さの繊
維が好ましい。望ましい気体透過度は、製品の最終目的
により変化する。
たとえば、衣料の製造に用いられる材料は、手術用供給
品に用いられる材料よりも高い気体透過性を有するもの
でなければならないであろう。本来的に疎水性のステー
プル・ファイバーであればいずれも用いることができる
。たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン
／プロピレン・コポリマー、ポリエステル、アクリル系
のもの、エチレンとブテンやヘキセン、オクテン、４−
メチルペンテン−１のような他の１−オレフィンとのコ
ポリマー等の繊維や、これらのポリマーの一種以上から
つ（られる繊維、たとえば、二成分系のものとしてはポ
リエステル／ポリプロピレン、ポリエステル／ポリエチ
レン、ポリエチレン／ポリプロピレン繊維である。ポリ
プロピレンステープル・ファイバーが好ましい。
本発明の熱により結合された液体不透過性材料は、ウェ
ブにさらに湿潤強度を付与するために、０．５ないし２
０％の木材パルプを含んでもよい。木材パルプの使用量
は、製品の液体障壁性が逆効果にならない程度にしなけ
ればならない。
最終製品における所望の特徴の組み合わせ、すなわち、
液体不透過性と気体透過性を得るためにはポリオレフィ
ンパルプの混合物とステープル・ファイバーの他には何
も必要とされない。本発明の材料の液体不透過性は、メ
ーソン・ジャー（Ｍａｓｏｎ　Ｊａｒ）試験値が６０分
以上であることにより示される（ＩＮＤＡ試験法８Ｏ−
７）。この材料は、また、１０立方フィート毎分（ｃｆ
ｍ）　／平方フィート（１、２７ｃｍ水圧時３，０４８
立方メートル毎分毎平方メートル）以上のフレージャー
（Ｆｒａｚｉｅｒ）気体透過度を有する（　ＡＳＴＭ試
験法Ｄ−７３７）。気体透過度は、滅菌性ガスが材料を
どのくらい透過するかの尺度であるとともに、材料によ
り被覆された人の快適度の尺度としても用いられる。
本発明の液体不透過性材料は湿潤法により製造される。
合成パルプ、および場合によっては木材バルブは、最初
に、高剪断下に水中に分散される。
ついで、分散させたステープル・ファイバーが添加され
る。固形分は良好な分散を維持するに十分な程度の低濃
度に調整される。固形分の濃度は、その系においてどの
程度の撹拌が適当かによって変わる。パルプとステープ
ル・ファイバーの分散物は、ついで、シート状に形成さ
れ、圧縮、乾燥により水分を除去された後、低融点合成
パルプを融解させるのに十分な温度まで加熱される。低
融点合成パルプの融解物は、繊維混合物を結合して一体
化し、最終製品の強度を増す。
均一な湿潤シートを形成するには、合成パルプとステー
プル・ファイバーを水中においてよく分散させることが
不可欠である。しかし、本発明の方法においては、水に
界面活性剤を添加することは避けなければならない。界
面活性剤はシートを疎水性にするからである。また、界
面活性剤を用いないことで湿潤ウェブ強度が改善され、
この結果として、基礎重量（ｂａｓｉｓ　ｗｅｉｇｈｔ
）を軽くすることができる。基礎重量の小さい材料は、
基礎重量の大きい材料よりも、襞ができやすく折り曲げ
が容易であり、安価である。水に少な（とも一種の水溶
性ポリマーを添加して、合成パルプを適宜に分散させる
ことができる。好適な水溶性ポリマーとしては、アニオ
ン性アクリルアミド・コポリマ、ヒドロキシプロビルグ
アールおよびこれらの混合物がある。アニオン性アクリ
ルアミド・コポリマーとヒドロキシブロビルグアールの
組み合わせが好ましい。ヒドロキシプロビルグアールは
、合成パルプの高剪断水中分散時に、乾燥させたまま添
加してもよいし、合成パルプを水中に分散させた後に、
溶液として添加してもよい。アクリルアミド・コポリマ
ー溶液は、高剪断分散工程の後に添加される。二種の水
溶性ポリマーの組み合わせを添加する好ましい方法はヒ
ドロキシブロビルグアールをＩＯないし７５ｐｐｍの濃
度で分散装置に添加し、７ｐｐｍないし５０ｐｐｍのア
クリルアミド・コポリマーを製紙機の形成部（ｆｏｒｍ
ｉｎｇ　５ｅｃｔｉｏｎ）に添加することよりなる。
本発明の液体不透過性材料の片面または両面に他の布帛
を結合して、液体不透過性と気体透過性以外の特性、た
とえば、強度や柔らかさを強化することが望ましいであ
ろう。液体不透過性材料に結合するのに適する材料とし
ては、織布および通常の方法で製造された、たとえば、
スパンボンド（ｓｐｕｎｂｏｎｄ）法やニードル（ｎｅ
ｅｄｌｅｌ法により、あるいはカード（梳毛：ｃａｒｄ
）したり、ハイドロエンタングル（ｈｙｄｒｏｅｎｔａ
ｒ＋ｇｌｅ）法による不織布が含まれる。液体不透過性
材料の両面に他の材料を結合する場合、同一の材料を両
面に結合してもよいし、各面に別々の材料を結合しても
よい。たとえば、液体不透過性材料の一方の面にスパン
ボンド材料の層を結合して強度を増強し、他方にカード
したステープル・ファイバー層を結合して柔らがさと襞
たれ性を向上させた複合布帛を製造することができる。
［発明の具体的開示］ 本明細書において、百分率の表示は、特に注意しないか
ぎり、重置に基づくものとする。
Ｋ血然ユ この例では、以下のものからなる湿潤形成不織布の製造
方法について記載するニ ー　ＰＵＬＰＥＸ＠　Ｐ−Ａｎポリオレフィンパルプ　
　４０％・ＰＵＬＰＥＸ＠　Ｅ−Ａポリオレフィンパル
プ　　２０％・旺ＲＣＵＬＯＮ［相］Ｔ−１５３ポリプ
ロピレンステーブルファイバー（２，２デニール、長さ
１０ｍｍ）　４０％（いずれもバーキュリーズ・インコ
ー ホレーテッド（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ　Ｉｎｃ、）製）ポリ
エチレンパルプＰＵＬＰＥＸ＠　Ｅ−Ａとポリプロピレ
ンパルプＰＵＬＰＥＸ”　Ｐ−ＡＤをそれぞれ、円盤精
製機（ｄｉｓｃ　ｒｅｆｉｎｅｒｌに開け、ついで、フ
ールドリニエ（ＦｏｕｒｄｒｉｎｉｅｒＪ式製紙機のマ
シンチエストにポンプで送り込む。ステープル・ファイ
バーをマシンチエストに添加し、マシンチエスト内の固
形分を０．２５％に調整する。ＧＥＮＤＲＩＶ　４９２
ＳＰヒドロキシブロビルグアールガム（アクアロン社（
ＡｑｕａｌｏｎＣｏｍｐａｎｙ）製）溶液をマシンチエ
ストに液中濃度７５ｐｐｍで添加する。
パルプとステープル・ファイバーの分散液を製紙機の形
成部に供給し、ここに必要量のＲＥＴＥＮ＠５２３Ｐア
ニオン性アクリルアミド・コアクリルアミドキュリーズ
・インコーボレー、テッド（ＨｅｒｃｕｌｅｓＩｎｃ、
　）製）を添加して、低密度（ｌｏｗ　ｃｏｎｓｊｓｔ
ｅｎｃｙ）形成部内の濃度を約１０ｐｐｍとする。フロ
ースプレッダ−（ｆｌｏｗ　５ｐｒｅａｄｅｒ）の分層
（３１ｉｃｅ）における密度（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ
）は、０．０８％とする。
形成される不織布は、０．９オンス毎平方ヤード（３０
，５ｇ／ｍ２）の基礎量（ｂａｓｉｓ　ｗｅｉｇｈｔ）
を有する。得られた材料は、難付着性材料で被覆され表
面温度が１２３℃であるドラムに両面を当てて通過させ
、部分的に融解する。得られた製品は、０．３１ｇ／ｃ
ｃの密度を有し、フレージャー空気透過性が４６．３ｃ
ｆｍ／ｓｑ、ｆｔ、　（１，２７ｃｍ水圧時４Ｌ１１ｍ
３／分／ｍ２）である。また、メーソン・ジャー試験結
果は、１％塩化ナトリウム溶液が透過するまで６０分以
上である。
火施胴２　この例では、以下のものからなる湿潤形成不
織布の製造方法について記載する：・５００カナダ標準
とうこう度（Ｃ３Ｆ：　ＣａｎａｄｉａｎＳｔａｎｄａ
ｒｄ　Ｆｒｅｅｎｅｓｓ）まで精製した漂白柔木クラフ
トパルプ　　　　　　　　　　　１０％・ＰＵＬＰＥＸ
＠Ｅ−Ａポリオレフィンパルプ　１０％−ＰＵＬＰＥＸ
＠Ｐ−ＡＤポリオレフィンパルプ　４０％・ＨＥＲＣＵ
ＬＯＮＯＴ−１５３ポリプロピレンステープルフアイバ
ー（２，２デニール、長さ５ｍｍ　）　４０％（いずれ
もバーキュリーズ・インコー ホレーテッド（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ　Ｉｎｃ、）製）形成
方法は、ヒドロキシプロビルグアールとアクリルアミド
・コポリマーの使用量も含め、実施例１に記載の方法で
ある。
繊維分散液は、基礎量１オンス毎平方ヤード（３３，８
ｇ／ｍ２）の不織布に形成し、以下の処理の一つを行な
う： ａ）空気圧により負荷を掛け１２１’Ｃに加熱した二つ
の鋼鉄製ロールの間を通過させて材料を緻密化する。得
られた製品は、フレージャー空気透過性が２．２ｃｆｍ
／ｓｑ、ｆｔ、　（１，２７ｃｍ水圧時０−６７ｍ”／
分／ｍ２）である（ＡＳＴＭ試験法Ｄ−７３７）。
ｂ）ドラム表面温度を１４９℃に加熱した鋼鉄製ドラム
に５０ｐｓｉ　（３４５ＫＰａ）の空気圧で押し当て保
持されたラバーブランケット（ｒｕｂｂｅｒ　ｂｌａｎ
ｋｅｔ）よりなる積層機で材料を緻密化する。得られた
製品は、０、４７ｇ／ｃｃの密度を有し、フレージャー
空気透過性が４．５ｃｆｍ／ｓｑ、ｆｔ、　（１，２７
ｃｍ水圧時１．３７ｍ３７分／ｍ２）である。
Ｃ）材料を、難付着性材料で被覆され表面温度が１２３
°Ｃであるドラムに両面を当てて通過させ、部分的に融
解する。得られた製品は、０．２８ｇ／ｃｃの密度、１
５．　ｌｃｆｍ／ｓｑ、　ｆｔ、　（１，２７ｃｍ水圧
時４．６ｍ’／分／ｍ２）のフレージャー空気透過性を
有する。
試料ａおよびＣのメーソン・ジャー試験結果は１％塩化
ナトリウム溶液が透過するまで６０分以上である。
Ｘ犯舅３ この例では、以下のものからなる湿潤形成不織布の製造
方法について記載するニ ー　ＰＵＬＰＥＸ＠　Ｐ−ＡＤポリオレフィンパルプ　
　４０％・ＰＵＬＰＥＸ＠　Ｅ−Ａポリオレフィンパル
プ　　２０％・ＨＥＲＣＵＬＯＮ８Ｔ−１５３ポリプロ
ピレンステープルフアイバー（２，２デニール、長さ５
ｍｍ　）　３５％・ＨＥＲＣＵＬＯＮＯＴ−１５３ポリ
プロピレンステープルフアイバー（２，２デニール、長
さ１０ｍｍ）　　５％（いずれもバーキュリーズ・イン
コーホレーテッド（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ　Ｉｎｃ、）製）
形成方法は、ヒドロキシプロビルグアールとアクリルア
ミド・コポリマーの使用量も含め、実施例１に記載の方
法である。
難付着面を有するドラム乾燥機で溶融した結果得られた
不織布材料は、３９ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）の基礎量、０、
２６ｇ／ｃｃの密度を有し、フレージャー空気透過性が
３６．３ｃｆｍ／ｓｑ、ｆｔ、　（１，２７ｃｍ水圧時
１１．１ｍ３７分／ｍ２）である。メーソン・ジャー試
験の結果は、６０分以上であり、また、機械方向の引っ
張り強度は２．３１ｂ／ｉｎ、　（４０３Ｎ／ｍ）であ
る。
火照１ 実施例３に記載するとおり製造した不織布材料を９ｇ／
ｍ２（ｇｓｍ）の未結合梳毛プロピレンステープル・フ
ァイバーの層の上に置き、さらに不織布材料上に９ｇ／
ｍ２（ｇｓｍ）のプロピレンステープル・ファイバーを
カードさせる。三層を内部温度１３８℃に加熱したポイ
ントボンディングカレンダー（ｐｏｉｊ　ｂｏｎｄｉｎ
ｇ　ｃａｌｅｎｄｅｒ）に通す。得られた三層積層物は
、５７ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）の基礎量、０．２２ｇ／ｃｃ
の密度を有し、フレージャー空気透過性が３９ｃｆｍ／
５ｑ−ｆｔ、　（１，２７ｃｍ水圧時１１．９ｍ’／分
／ｍ２）である。また、メーソン・ジャー試験結果６０
分以上であり、機械方向の引っ張り強度は３．８１ｂ／
ｉｎ、　［６６５Ｎ／ｍ）である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．混合物の全重量に基づいて、 （１）５ないし３０％の第一のポリオレフィンパルプ：
    （２）１５ないし９０％の、第一のポリオレフィンパル
    プよりも少なくとも２０℃高い融点を有する第二のポリ
    オレフィンパルプ； （３）５ないし５５％のステープル・ファイバー；から
    なる熱的に結合された混合物からなり、液体については
    不透過性、気体については透過性であることを特徴とす
    る不織材料。 ２．請求項第１項に記載の材料であって、さらに０．５
    ないし２０％の木材パルプからなることを特徴とするも
    の。 ３．請求項第１項または第２項に記載の材料であって、
    第一のポリオレフィンパルプがポリエチレンパルプであ
    り、第二のポリオレフィンパルプがポリプロピレンパル
    プであり、該ステープル・ファイバーがポリプロピレン
    ステープル・ファイバーであることをさらに特徴とする
    もの。 ４．液体については不透過性、気体については透過性で
    ある不織材料の製造方法であって、 （１）混合物の全重量に基づいて、（ａ）５ないし３０
    ％の第一のポリオレフィンパルプ；（ｂ）１５ないし９
    ０％の、第一のポリオレフィンパルプよりも少なくとも
    ２０℃高い融点を有する第二のポリオレフィンパルプ；
    および（ｃ）５ないし５５％のステープル・ファイバー
    からなる混合物を、少なくとも一種の水溶性ポリマーの
    存在下にかつ界面活性剤の不存在下に、水中に分散させ
    ； （２）該水性分散液をシートに形成し； （３）乾燥し； （４）該シートを、第一のポリオレフィンパルプが融解
    するに十分な温度まで加熱する； ことからなることを特徴とする方法。 ５．請求項第４項に記載の方法であって、該（１）工程
    の混合物がさらに０．５ないし２０％の木材パルプから
    なることを特徴とする方法。 ６．請求項第４項または第５項に記載の方法であって、
    第一のポリオレフィンパルプがポリエチレンパルプであ
    り、第二のポリオレフィンパルプがポリプロピレンパル
    プであり、該ステープル・ファイバーがポリプロピレン
    ステープル・ファイバーであることをさらに特徴とする
    方法。 ７．請求項第４項または第５項に記載の方法であって、
    該水溶性ポリマーがアニオン性アクリルアミド・コポリ
    マーとヒドロキシプロピルグアールとの組み合わせから
    なることをさらに特徴とする方法。 ８．請求項第１項または第２項に記載の製品の手術用供
    給品包装物のための使用。 ９．請求項第１項または第２項に記載の製品の防護衣の
    ための使用。 １０．請求項第１項または第２項に記載の製品の手術用
    布製品のための使用。
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