JPH10511318A

JPH10511318A - ミクロ多孔質フィルム／不織布複合体

Info

Publication number: JPH10511318A
Application number: JP8511015A
Authority: JP
Inventors: ワズワース、ラリー・シー; ゴサビ、ナタラー; カーン、アーメッド・ヤクブ
Original assignee: エクソン・ケミカル・パテンツ・インク
Priority date: 1994-09-20
Filing date: 1995-09-20
Publication date: 1998-11-04
Also published as: MX9702073A; CA2200493A1; CN1158104A; WO1996009165A1; EP0782504B1; DE69514669D1; EP0782504A1; DE69514669T2

Abstract

(57)【要約】接着剤により結合された４つの層を含む複合体は、通気性、バリヤー性、強度、快適性、及び外観のバランスが取れており、そのためこの複合体は医療、衛生、及びスポーツウェアーの用途に理想的に適している。この複合体は、不織布材料の表面ウェブで挟まれた、綿とミクロ多孔質繊維の内部ウェブを含む。

Description

【発明の詳細な説明】ミクロ多孔質フィルム／不織布複合体発明の背景本発明は、一般に、通気性と良好なバリヤー特性を有するミクロ多孔質／不織布複合体に関する。１つの面において、本発明は、不織布層、ミクロ多孔質層、及びステープルファイバー層を含む複合体に関する。別の面において、本発明は、不織ウェブ、ミクロ多孔質ウェブ、及びステープルファイバーウェブを含むウェブの積層方法に関する。ミクロ多孔質(microporous)フィルム（或いはしばしば呼ばれているように膜）は通気性（又は水蒸気透過性）及び液体に対するバリヤー性の両方を必要とする用途において長い間使用されてきた。市販されているミクロ多孔質フィルムには、エクソン・ケミカル・カンパニー(Exxon Chemical Company)によって製造されたCelgard 2400ポリプロピレンフィルム、EXXAIRE ポリエチレンフィルム、テトラテック・コーポレーション(TetraTek Corporation)によって製造されたミクロ多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムであるTetraTex、及びダブリュー・エル・ゴア・アンド・アソシエーツ(W．L．Gore & Associates)によって製造されたGore-Texが含まれる。その他のミクロ多孔質フィルムには、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、及びポリプロピレンから製造されたものが含まれる。高い多孔性のために不織布は非常に通気性が大きいが、バリヤー特性はほとんど示さないか又は全く示さない。不織布をミクロ多孔質フィルムと組み合わせてバランスの取れた通気性とバリヤー特性を有する複合体を得ようとする試みがなされてきた。そのような複合体は、ヘルスケア、保護用衣類、履き物、その他において用途を有する。 “EXXAIRE PLUS NON-WOVENS - MADE FOR EACH OTHER”という標題の論文が、テネシー州ノックスビルにおいて1991年10月22〜25日に開かれたFirst Annual T ANDEC Conferenceにおいて紹介された。この論文はミクロ多孔質フィルムと不織布ＨＤＰＥを含む２層複合体を開示した。 1991年６月付けのNonwovens Industryの38頁の“New Light-weight Film Crea ting Markets for Nonwoven Composites”という標題の記事には、接着剤の離散した結合パターンを使用してミクロ多孔質フィルムを不織布に積層する熱を使用しない方法が開示されている。ミクロ多孔質フィルムとミクロ多孔質フィルムの複合体を開示している特許には以下のものが含まれる。 (a) 米国特許第4,777,073号には、高度に充填されたポリオレフィンフィルムを溶融エンボスすることによって製造された通気性のポリオレフィンフィルムが開示されており、溶融エンボスされたフィルムはより大きい通気性を与えるために延伸される。 (b) 米国特許第4,929,073号には、不織布であるＨＤＰＥ布に加熱積層された通気性ポリオレフィンフィルムが開示されている。不織布複合体は以下の米国特許に記載されている。 (a) 米国特許第4,929,303号には、通気性ポリオレフィンミクロ多孔質フィルム及び不織布を含む複合体が開示されている。 (b) 米国特許第4,041,203号には、不連続なフィラメントのウェブに熱により結合された連続フィラメントマットから成る複合体が開示されている。 (c) 米国特許第4,142,016号には、結合剤でお互いに結合された織物繊維の層と短いステープルファイバーの層を有する多層構造物が開示されている。 (d) 米国特許第4,194,939号には、２つの補強織物層の間に結合されたばら繊維(bulk fiber)を含む複合体が開示されている。 (e) 米国特許第4,675,226号には、セルロース繊維の内側層と連続フィラメント熱可塑性溶融ブローン繊維又はレーヨン繊維の外側層が開示されている。これらの層はステッチ結合されている。 (f) 米国特許第4,950,531号には、溶融ブローン繊維層と、パルプ繊維、ステープル繊維、溶融ブローン繊維、及び連続フィラメントのような不織布材料との複合体が開示されている。これらの層は水圧的に(hydraulically)お互いに絡み合っている。 (g) 米国特許第4,970,104号には、ジェット処理により絡み合い点結合によって結合した少なくとも２つの不織ウェブが開示されている。 (h) 米国特許第5,149,576号には、添加剤と熱可塑性ポリマーの混合物によって結合された不織ウェブを含む複合体構造物が開示されている。 (i) 米国特許第5,178,931号には、フィラメントの直径が異なる３つの不織布層を含む複合体構造物が開示されている。隣り合った不織布層の間の境界は薬品で処理され、三層構造体は熱と圧力を掛けることによって結合される。 (j) 米国特許第5,200,246号には、スパンボンドウェブ、溶融ブローンウェブ、エアレイド(air laid)ウェブ、流体絡み合い(hydroentangled)ウェブ、フィルムスパンレースド(film spun laced)ウェブ、その他のような不織布のウェブに結合された連続の長手方向に伸びる繊維を含む複合体が開示されている。これらのウェブは境界面において接着剤を溶融吹付けすることによって結合される。 (k) 米国特許第5,230,949号には、単独で又は他の材料と組み合わせて不織ウェブ積層体を形成するためのミクロ多孔質繊維及びフィラメントが開示されている。 (l) 米国特許第5,236,771号には、ステープルファイバー又はフィラメントの不織布層に結合された溶融ブローン繊維の層（点結合されたか又は流体ジェット絡み合いされたもの）を含む、衣料品用の複合裏打ち布が開示されている。 (m) ＰＣＴ国際出願PCT/US93/01783には、熱により結合された溶融ブローン繊維の層、スパンボンド繊維の層、及びセルロース系繊維のようなステープルファイバーの層を含む多層不織布複合体が開示されている。発明の要約本発明は、通気性であり、良好な強度とバリヤー特性を有する複合ウェブ構造体に関する。さらに、本発明の複合体は美しさと快適性を示す。本発明の複合体は通気性とバリヤー特性が必要される分野において広範囲の用途を有するが、保護用衣料品としての使用に特に適している。本発明の複合体は、その最も広い態様において、ミクロ多孔質フィルムの側面に位置に接着剤により結合されたステープルファイバーウェブの芯層、及び不織ウェブを有する三層構造体を含む。本発明の好ましい実施態様において、複合体は以下の４つの層を含む： (a) 第１の不織ウェブ、好ましくは溶融ブローン(meltblown)又はスパンボンド(spunbond)ウェブ、 (b) 不織ウェブ(a)に接着剤により結合したミクロ多孔質フィルム、 (c) 前記ミクロ多孔質フィルムに接着剤により結合したステープルファイバーウェブ、好ましくは綿ステープルファイバー、及び (d) 前記ステープルファイバーウェブに接着剤により結合した第２の不織ウェブ、好ましくは溶融ブローンウェブ。本発明の構造体は、ミクロ多孔質フィルムのバリヤー特性、不織ウェブの通気性と強度、及びステープルファイバーの快適性と吸上げ(wicking)特性を組み合わせる。不織ウェブは、また、審美性（外観と柔らかな風合い）を改善し、使用者に快適性を与える。試験は、不織ウェブ、特に溶融ブローンウェブは複合体のバリヤー特性に貢献することも示した。親水性を示すステープルファイバーウェブは水分及び水性液体に対する吸上げ又は貯水層を提供する。ウェブを積層して複合体を形成する好ましい方法は、(a)複合体を形成する各々のウェブの境界面に接着剤が存在するようにウェブの上に接着剤の薄いコーティングを塗布する工程、及び(b)低温（例えば、100℃未満）に維持されたカレンダーロールのニップに複合体を供給してウェブに圧力を加えて結合させる工程を含む。この方法は、４つの層全てが一緒に加圧結合されるカレンダーロールへの１回通しによって行うことができ、或いは２又は３つの層を１回の通しにおいて結合させ、その後１つ以上の層をその後の通しにおいて加えるような２回以上の通しによって行うことができる。本発明の特に驚くべき面は、ASTM ES 21-92 及びES 22-92の下に、それぞれ保護用衣類材料に対する血液とウイルスの浸透試験に合格できる複合構造体を製造するということである。図面の簡単な説明第１図は、本発明の複合体を製造するための積層方法を説明する概略図である。第２図は、本発明の１つの複合体の拡大断面図である。好ましい実施態様の説明本発明の複合体は通気性と液体に対する抵抗の両方を有し、そして保護用衣料品、外傷用包帯、殺菌包帯、吸収剤（例えば、おむつ）、マスクなどのような様々な医療及び／又は衛生の用途において有用である。これらの用途の多くにおいて使用される複合体は以下の特性を有していなければならない。 (a) 通気性、 (b) 液体に対する抵抗、 (c) 比較的高い強度、 (d) 耐摩耗性、 (e) 快適性、 (f) 外観、及び (g) 比較的低いコスト。幾つかの用途において、複合体はさらに液体に対する吸収性を有していなければならない。本発明に従って構成された複合体は、ミクロ多孔質フィルムのバリヤー特性、不織布の通気性、外観、及び強度、及び綿の吸収性及び快適性を組み合わせる。最も広い態様において、本発明の複合体は、親水性の湿り特性を示すステープルファイバーの芯ウェブ、及びミクロ多孔質フィルムと不織ウェブから成る両側の層を含む。三層構造体の各層は低温低圧結合方法によって接着剤を使用して結合されている。好ましい実施態様において、複合体は、ミクロ多孔質フィルムの外側層に接着剤により結合された不織布から成る第２のウェブをさらに含む。複合体において使用される各々のウェブ、積層方法、及び複合体の特性の説明を以下に記載する。不織ウェブ不織ウェブは、機械的、熱的、又は化学的手段を通して繊維又はフィラメントを絡み合いさせることによって、ランダムに配向した熱可塑性ポリマーの繊維又はフィラメントから製造されたウェブである。不織布は、紙及び、織られた、編成された、房を付けられた(tufted)、又は湿式摩砕(wet milling)によってフェルト化された生成物を除外する。本発明において使用するのに好ましい不織ウェブはスパンボンド及び溶融ブローンウェブである。スパンボンドウェブは、フィラメントを押出し、延伸し、連続的なベルトの上にのせ、その後直ちに加熱されたカレンダーに通すことによって熱的に結合させることによって形成される。このようなウェブは、12乃至50ミクロンの間の平均繊維直径を有する連続フィラメント繊維構造体である。溶融ブローンウェブは、溶融したプラスチックをダイの開口の列を通して押出してフィラメントを形成し、押出されたフィラメントを収束高温空気(convergin g hot air)の高速のシートと接触させることによって製造される。収束空気は接触してフィラメントを延伸し、ランダムなパターンでコレクターの上に繊維として付着させ、溶融ブローンウェブを形成する。溶融ブローンウェブは0.5乃至15 ミクロンの平均繊維サイズを有し、これはスパンボンドウェブの平均繊維サイズよりもかなり小さい。溶融ブローンウェブとスパンボンドウェブの間のもう１つの違いは、溶融ブローンウェブがある程度の熱結合をともなう繊維の絡み合いによって一般に保持されているのに対して、スパンボンドウェブは、化学的、接着剤及びニードリング(needling)プロセスによっても結合されるが、一般にカレンダーを使用して熱結合されているということである。スパンボンディングと溶融ブローイング技術の両方が本技術分野において公知である。例えば、米国特許第4,405,297号にはスパンボンド法が開示されており、米国特許第3,978,185号には溶融ブローイング法が開示されており、これらはいずれも引用によって本明細書中に組み入れられている。本明細書中において、不織布は溶融ブローイング法又はスパンボンド法を使用して任意の合成熱可塑性ポリマーから製造できる。例えば、それらには、ポリオレフィン、特に、エチレンとプロピレンのホモポリマー及びコポリマー（ＥＶＡ及びＥＭＡコポリマーを含む）、ナイロン、ポリアミン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ-4-メチルペンテン、ポリメチルメタクリレート、ポリトリフルオロクロロエチレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、シリコーン、ポリフェニレンスルフィド、及びポリプロピレンテレフタレート又はポリエチレンテレフタレートが含まれる。スパンボンド布において最も一般的に使用されるポリマーには、12〜40のメルトフローレート(melt flow rate)を有するポリプロピレンが含まれる。このようなポリマーは一般に180〜350℃の範囲内の温度で押出される。溶融ブローン布において最も一般的に使用されるポリマーには、10〜2500のメルトフローレートを有するポリプロピレンである。このようなポリマーは一般に180〜350℃の範囲内の温度で押出され、180〜375 ℃の高速空気と接触する。不織ウェブの好ましい重量は、約0.1〜約２オンス／平方ヤードである。スパンボンド布に関しては、好ましい重量は約0.25〜約1.5オンス／平方ヤードである。不織布はウェブに所望の特性を付与する添加剤を含むことができる。これらの添加剤の例は、湿潤剤、フルオロケミカル、静電防止剤、及び抗菌剤である。上述したように、好ましい実施態様の不織ウェブは４層構造体の外側の２層を構成する。これらのウェブは構造体に強度を与え、風合い（柔らかな感触）及び摩耗性を改善し、快適性及び外観を改善し、複合体に布のような外観と感触を与える。ミクロ多孔質フィルム「ミクロ多孔質フィルム(microporous film)」はミクロ多孔質膜を意味する。本明細書中においてフィルムという用語と膜という用語は互換的に使用される。ミクロ多孔質フィルムはサブミクロンの範囲内、即ち、1.0〜10ミクロンにおいて狭い細孔サイズ分布を有するものとして定義される。ミクロ多孔質フィルムは、(a)ポリマーを溶液中に溶解し、その後水蒸気によって溶媒を抽出すること、(b)結晶化可能なポリマーを延伸してミクロサイズの引き裂けをもたらすこと、及び(c)鉱物を充填したポリオレフィンフィルムを延伸することを含む、多数の方法によって製造することができる。ミクロ多孔質フィルム中において使用されるポリマーには、ＰＴＦＥ、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリアミド、及びポリエステルが含まれる。本発明において使用される好ましいミクロ多孔質フィルムは、米国特許第4,77 7,073号（これの開示は引用によって本明細書中に組み入れられている）に従って、高度に充填されたポリオレフィンフィルムを延伸して透過性を付与することによって製造されたポリオレフィンである。この方法によって製造されたミクロ多孔質フィルムは、優れた通気性、即ち、１日当たり１平方メートル当たり少なくとも3,000ｇの通気性、そして一般に、4,000乃至10,000ｇの通気性を有し、その他のミクロ多孔質フィルムと比較して廉価である。このフィルムを製造するために使用されるポリオレフィンは、ポリプロピレン、プロピレンのコポリマー、エチレンのホモポリマー及びコポリマー、及びそれらのブレンドが含まれる。好ましいポリオレフィンは、ポリプロピレンのコポリマー及び低密度ポリエチレン、特に、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である。30乃至70重量％の濃度の好ましい充填剤には、炭酸カルシウム、ＴｉＯ₂ 、タルク、クレー、及びシリカ珪藻土、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウムのような無機充填剤、及び前述の引例の米国特許第4,777,073号に記載されているその他の無機充填剤が含まれる。炭酸カルシウムが好ましい充填剤である。このフィルムの細孔サイズは0.1乃至0.5ミクロンの範囲内である。ステープルファイバーウェブ本明細書中において使用される「ステープルファイバー」という用語は、１インチ未満から約８インチまで、好ましくは約0.5インチから約５インチまで、そして最も好ましくは約１インチから３インチまでの長さを有する、天然又は合成の離散した繊維を含む。ステープルファイバーは単一種の繊維を含むことができ、或いはブレンドを含むことができる。本発明の目的に関して、これらの繊維は少なくともある程度の親水性を示さなければならない。ブレンド中の親水性繊維の好ましい濃度は少なくとも25％であり、好ましくは50％以上である。合成人造繊維は、ポリオレフィン（ポリプロピレン及びポリエチレンを含む）、ポリエステル、及びポリアミドのような熱可塑性プラスチックから製造することができ、これらは適当な直径（通常は10乃至50ミクロン）に押し出され、所望の長さ（通常は0.5乃至５インチ）に裁断される。ステープルファイバー又は天然繊維は、綿、ラミー、大麻、亜麻、ジュート、ケナフ、バガス、ユーカリ、レーヨン、及びそれらの組み合わせのようなセルロース系繊維でよいが、木の繊維は含まない。ステープルファイバーは現在知られている任意の方法でウェブに形成することができ、それらには熱結合、ラテックス結合、又はカーディング、又はニードルパンチ(needle-punching)、又はハイドロエンタングリング(hydroent angling)が含まれるが、これらに限定されるものではない。ステープルファイバーの好ましいウェブには綿繊維又はその他のステープルファイバーとブレンドされた綿繊維が含まれる。ウェブに柔軟性を与えるためには、綿繊維が３乃至５ミクロネア(micronaire)単位の繊度を有するのが好ましい。綿ステープルファイバーは約15乃至20ミクロンの平均幅を有する。水及び血液のような水系物質に対して吸収性を示すステープルファイバーは、液体又は血液に対する蓄液体として作用する。親水性層の吸上げ特性(wicking p roperty)は水蒸気も吸収する。さらに、ステープルファイバーウェブは複合体の快適性も改善する。ポリオレフィン及びステープルファイバーと相溶性の接着剤を使用することができる。好ましい接着剤はポリプロピレン系接着剤、及びＥＶＡ（例えば、20〜 40重量％のＶＡ）のようなホットメルト接着剤である。接着剤結合本発明の複合体の積層においては非熱結合技術を使用することが重要である。熱結合はピンホールを導入することによってミクロ多孔質フィルムに害を与える傾向を有する。接着剤を塗布する好ましい技術は、接着剤の溶融噴霧又は溶融吹き付けによるものであり、空気と接着剤の霧が接着されるべき表面の１つに付着する。溶融吹き付けと溶融噴霧の両方がホットメルト接着剤の１本以上のフィラメントをダイから押し出し、前記フィラメントを空気と接触させてフィラメントを延伸するか又は細長化するか或いはフィラメントを破断させて滴にすることを含み、これらがウェブの表面に付着する。ウェブ上に付着させる接着剤の量は広い範囲内で変化することができるが、良好な接着を確実にするのに十分でなければならず、しかしウェブの穴のかなりの量を塞ぐほど多くてはならない。１平方メートル当たり約１乃至10ｇの接着剤の塗布で十分であり、１平方メートル当たり約１乃至５ｇが好ましい。上述したように、結合は非熱加圧技術でなければならない。「非熱(nontherma l)」という用語は、積層体中で使用されるポリマーの融点又は軟化点よりも低い温度で結合圧力を加えることによって複合体が形成されることを意味する。ポリオレフィンの場合、これは温度が100℃より低いこと、好ましくは50℃より低いこと、そして最も好ましくは30℃より低いことを意味する。積層温度の下限は環境温度であり、これは地理的な位置にもよるが、０乃至50℃の範囲内で広範に変化することができる。本発明の複合体の積層において使用できる積層装置10が第１図に概略的に示されている。積層集成体は、ウェブ及びフィルムの受けロール(receiving rolls) 用の複数のスピンドル11、12、13、及び14、ガイド及びテンションロール15、溶融ブローイング(meltblowing)ダイ16、17、及び18、カレンダーロール19及び20 、及び引取りスピンドル21を含む。様々なロールを後述の方法で供給スピンドル 11〜14上に取り付けることができる。不織ウェブのロール22はスピンドル11上に取り付けられ、ウェブ23はそこから小出しされ、ロール15の回りをはわされ、ダイ16の下に配置され、そしてカレンダーロール19及び20のニップに供給される。ミクロ多孔質フィルムのロール24はスピンドル12の上に置かれ、ウェブ25はそこから小出しされ、ダイ17の下に配置され、そしてカレンダーロール19及び20のニップに供給される。ステープルファイバーのロール26はスピンドル13の上に置かれ、ウェブ27はそこから小出しされ、そしてカレンダーロール19及び20のニップに供給される。最後に、不織ウェブのロール28はスピンドル14の上に置かれ、ウェブ29はそこから小出しされる。ウェブ29はロール15の回りをはわされ、溶融ブローイングダイ18の下を通され、そしてカレンダーロール19及び20のニップに供給される。カレンダーロールは以下の組み合わせから成ることができる： (a) 滑らかなゴム表面を有する被動ロール19及び20、又は (b) 滑らかな鋼鉄の表面を有するロール19及び菱形又は四角のような一段高くなった幾何学形状にエンボスされたパターンを有するロール20。浮き出し（ニップを通るウェブと接触する一段高くなっている部分の面積）は接触するウェブの全表面の５乃至35％の範囲内であり、好ましくは10乃至25％である。操作において、４つのウェブ23、25、27、及び29は、第１図に示されているように、重ねられてロール19及び20のニップに供給され、ガイドロール15の回りを通して駆動され又は引っ張られ、スピンドル21の上に巻かれて複合体ロール34を形成する。カレンダーロール19及び20は、ポリマーの軟化温度よりも低い温度、好ましくは100℃より低い温度に維持され、ニップにおける圧力は、滑らかなロール同志を使用した場合約50乃至150 psi、好ましくは75乃至125 psiに維持され、滑らかなロールとエンボスされたロールの組み合わせを使用する場合直線１インチ当たり約150乃至250ポンドに維持される。ウェブ23、25及び29が溶融ブローイングダイ16、17、及び18の下を通過するに連れて、接着剤の噴霧液30、31、及び32が各々のウェブの表面に付着する。ウェブの上に付着した接着剤はウェブの上で薄い不連続な層を形成する。この方法による接着剤の付着によって、ウェブがカレンダーロール19及び20のニップを通過するときに、接着剤が確実に各々のウェブの界面に存在することになる。ニップを通ってウェブが処理される速度は比較的広い範囲で変化することができるが、毎分５乃至10メートルの速度が良好な結合を確実にするのに十分である。第２図に示されているように、複合体34は、外側表面35と内側表面36を有する第１の不織ウェブを有し、前記内側表面はミクロ多孔質フィルム25の表面37に接着剤により結合している。ミクロ多孔質フィルム25の反対側の表面38はステープルファイバーウェブ27の表面39に接着剤により結合している。同様に、ステープルファイバーウェブ27の表面40は第２の不織ウェブ29の表面41に接着剤により結合している。保護用衣服として使用される場合、ウェブ29の表面42は着用者の体と接触し、そして複合体34の外側表面35は環境にさらされる。従って、この衣服と接触する環境の血液又は有害な液体は初めに不織ウェブ23を通過し、その後バリヤーのミクロ多孔質フィルムまで達する。これらの層のミクロ多孔性と疎水性は液体に対するバリヤーとして作用する。これらのバリヤー層を通過した液体は親水性のステープルファイバー層に入り、この層は血液又は液体を含有させるための蓄液又は吸上げ層として機能する。最後に、内側の不織布層29は、ミクロ多孔質フィルム25ほど効果的ではないが、第２のバリヤーとして機能する。本発明の方法において使用される積層装置10の別のものには、基本的に同じ装置であるがスピンドル12とダイ17を含まないものが含まれる。この集成体においては、３層の積層体には１回通しが必要であり、４層の積層体には２回通しが必要である。複合体34の通気性は、空気と水蒸気が層29、27、25、及び23を連続的に通過して外部環境に達することを可能にし、それによって着用者に快適性を提供する。ステープルファイバー層27は、着用者から外側に向けて通過する可能性のある汗又は液体用の吸上げ材料として作用するという追加の機能を提供する。以下の表は、各々の層に対して好ましい特性又は仕様を示している。複合体34は、0.2乃至1.5ミル(mils)の厚さを有するのが好ましく、0.3乃至1.0 ミルの厚さを有するのが最も好ましく、少なくとも400ｇ／ｍ²／24時間のＭＶＴＲを有するのが好ましく、少なくとも500ｇ／ｍ²／24時間のＭＶＴＲを有するのが最も好ましい。500〜1000ｇ／ｍ²／24時間のＭＶＴＲはほとんどの複合体に対して満足のいくものである。複合体は少なくとも10 psiの破裂強度を有し、好ましくは少なくとも15 psiの破裂強度を有する。複合体は、2.00乃至6.00oz／yd² の範囲内の重量で製造することができ、2.5乃至4.0 oz／yd²の範囲内の重量で製造するのが好ましい。複合体の用途以下に示す試験結果によって詳細に示されているように、本発明の複合体は、本発明の複合体を多数の用途に対して理想的に適するものとする特性の組み合わせを示す。 (a) 複合体は通気性である（ＭＶＴＲ試験の結果を参照のこと）。 (b) 複合体は液体に対して良好なバリヤー性を示す（血液及びウイルス抵抗試験の結果を参照のこと）。 (c) 複合体は柔軟で布のような風合いと外観を有する。 (d) 好ましいミクロ多孔質フィルム（EXXAIRE^B）を含む複合体は、その他のミクロ多孔質フィルムを有する多くの複合体よりもコストが少ない。本発明の複合体の特に有用な用途は、着用者を外部の血液又は有毒な液体との接触から保護するため、又は着用者から出る血液又は液体汚染物から環境を保護するために設計された医療用保護衣服であるその他の医療及び衛生用途には、女性用衛生吸収体、赤ん坊用おむつ、成人用おむつ、産業用保護衣服、包帯、皮膚移植用あて布などが含まれる。その他の用途には、スポーツウェアー、雨具、履き物などが含まれる。本発明の複合体の改善された性能（ＭＶＴＲ及び血液とウイルス抵抗試験）の理由は十分に理解されていないが、ミクロ多孔質フィルムと不織布層の組み合わせがバリヤー特性を改善し、ステープルファイバーが血液又は水性液体用の親水性の蓄液又は吸上げ層を提供する考えられる。実験本発明に従って製造した積層体の特性を試験するために実験を行った。ウェブ材料：以下の材料を使用して３層と４層の積層体を製造した：ＭＢ−3.8乃至4.3ミクロンの平均繊維直径を有するポリプロピレン溶融ブローン(meltblown)不織ウェブ。ＳＢ−23.0ミクロンの平均繊維直径を有するポリプロピレンスパンボンドウェブ。ＭＰ−エクソン・ケミカル・カンパニー(Exxon Chemical Company)から“EX XAIRE”として市販されているポリエチレンミクロ多孔質フィルム。綿−カーディングされたか（Ｃ）、熱結合されたか（ＴＣ）、又はラテックス結合された（ＬＣ）ステープルファイバー綿。Ａｄｈ．−ウィスコンシン州ワウワトサ(Wauwatosa)のフィンレー・アドヘッシブ(Finley Adhesive)によってH2279として市販されているＰＰ系ホットメルト接着剤。積層方法：積層構造物を以下のようにして製造した。 (a) ３層積層体を、逆転カレンダーロールのニップに重ねられた３つの別個のウェブを供給することによって製造した。ニップに入る前に、外側の２つのウェブを溶融ブローイングダイの下に通したが、このダイはホットメルト接着剤を約 5.0ｇ／ｍ²の割合でウェブの上に溶融吹き付けした。外側の各々のウェブの表面を３層構造体の中間のウェブに結合させ、３層複合体をロールに巻いた。 (b) ３層複合体を上述したように調製し、その後上述の３層複合体と第４のウェブロールからの第４のウェブをカレンダーロールのニップに供給する工程を行うことによって、４層複合体を製造した。ニップに入る前に、３層複合体と第４のウェブの各々を溶融ブローイングダイの下に通したが、そこで接着剤（H227 9）が約5.0ｇ／ｍ²の割合で塗布された。接着剤の付いた表面がお互いに結合するようにしてニップに供給した。４層構造体を一緒に結合させ、ロールに巻いた。滑らかなカレンダーロール（ＳＣ）又はエンボスカレンダーロール（ＥＣ）を使用して異なる層を結合させた。滑らかなカレンダーロールは滑らかなゴムのカバーが設けられた２本のロールから成った。エンボスカレンダーロールは、一段高くなった菱形のパターンの鋼鉄ロール及び滑らかな鋼鉄ロールから成った。菱形のパターンの一段高くなった部分の面積はロールの全面積の約14.7％であった。滑らかなロールを使用するカレンダー加工において、カレンダーロールは、約 20℃のニップ温度、約80〜90 psiのニップ圧力、及び約５〜10ｍ／分の速度で運転した。エンボスロール（Kusters Two Roll）を使用する点結合は、約23℃のニップ温度、約150又は200 PLIのニップ圧力、及び約５〜10ｍ／分のニップ速度で行った。滑らかなカレンダーで加工された複合体（４層を有する）はカレンダーのニップに２回通すことによって製造された。１回目は、３層を最小のニップ圧力で積層した。２回目は、第４のウェブを追加して、上述の条件のカレンダーのニップに通した。点結合においては、４つの層を上述の２回通しの方法によって組み合わせたが、但し、いずれの通しにおいても圧力は最小にした。これらの積層物を、上述の条件のエンボスカレンダーロールのニップに通すことによって結合させた。積層構造体：２つの多層構造物を製造した。一方のウェブは滑らかなカレンダー（ＳＣ）により接着剤で結合させ、もう一方は上述したようにエンボスカレンダー（ＥＣ）で結合させた。第Ｉシリーズの試験：以下の層を含む複合体について第Ｉシリーズの試験を行った： (a) 0.50oz／yd²（サンプル１、３、５、７）又は0.75oz／yd²（サンプル２、４、６、８）の重量を有するＭＢのウェブ。 (b) 0.50oz／yd²の重量を有するサンプル３及び４を除いて、0.94oz／yd²の重量を有するＭＰフィルム。 (c) 0.60oz／yd²（サンプル７、８）、0.65oz／yd²（サンプル５、６）、又は0.75oz／yd²（サンプル１、４）の重量を有する綿（Ｃ又はＴＣ又はＬＣ）のウェブ。 (d) 0.50oz／yd²又は0.75oz／yd²の重量を有するＭＢのウェブ［ウェブ(a)と同じサンプル分布］。層(a)、(b)、及び(c)の表面上に接着剤を溶融吹き付けすることによって、積層体を接着剤により結合させた。第Ｉシリーズの試験の複合体は以下の仕様を有していた。第IIシリーズの試験：第Ｉシリーズの試験サンプル中のサンプル１について記載した４層複合体に関してこれらの試験を行ったが、但し、0.60oz／yd²の重量を有するポリプロピレンスパンボンドウェブを層(a)として使用した。第IIシリーズの試験の複合体は以下の仕様を有していた。第IIIシリーズの試験：第Ｉシリーズの試験について記載した４層複合体に関してこれらの試験を行ったが、但し、層(a)及び(d)は0.60oz／yd²の重量を有するポリプロピレンスパンボンドウェブであった。ＭＰフィルムは、サンプル11 （0.94oz／yd²）を除いて、全てのサンプルが0.50の重量を有していた。サンプルの綿層は0.75（サンプル 11、12）、0.65（サンプル13）、又は0.60（サンプル14）の重量を有していた。第IIIシリーズの試験の複合体は以下の仕様を有していた。比較サンプル：綿のウェブを含まない６種の積層体及びＭＰフィルムを含まない３種の積層体を製造し試験した。サンプル15、16、17、18、19、及び20の層(a)、(b)、及び(d )は、それぞれ、サンプル１、３、２、４、９、及び11の対応する層に相当する。サンプル21、22、及び23の層(a)、(c)、及び(d)は、それぞれ、サンプル１、２、及び３の対応する層に相当する。これらの比較サンプルは以下の使用を有していた。試験方法：各々のサンプルについて以下の試験を行った。破裂強度：ＩＮＤＡ標準試験（ＩＮＤＡ、Association of the Nonwoven Fa bric Industry）1st 30.0〜70（R82）ＭＶＴＲ（水分蒸気透過速度(Moisture Vapor transmission Rate)）： ASTM E96-80 合成血液に対する保護用衣服材料の抵抗：（ASTM指定：ES 21-92）：この試験方法は、連続的な液体との接触の条件下で合成血液を使用する生物学的液体による浸透に対する保護用衣服材料の抵抗の判定をカバーする。保護用衣服材料の合否の判定は、合成血液の浸透の目視による検査に基づく。試験系としてウイルスの浸透を使用する血液によって運ばれる病原体による浸透に対する保護用衣服材料の抵抗：（ASTM指定：ES22-92）：この試験方法は、連続的な液体との接触の条件下で代用の微生物を使用することによって血液によって運ばれる病原体による浸透に対する保護用衣服材料の抵抗を測定するために使用される。保護用衣服材料の合否の判定は、微生物の浸透の検査に基づく。試験結果：以下の表は、行った試験の結果を示す。比較例の複合体（サンプル15、16、17、18、19、及び20）は、綿を含む本発明の対応する複合体（サンプル１、３、２、４、９、及び11）と比較して、(a)一貫して破裂強度が低く、(b)一貫してＭＶＴＲが低い（サンプル19 ECを除く）ということは重要である。綿を含まない比較例のサンプルは全て（サンプル19 EC及び20 ECを除く）血液に対する抵抗の試験に合格したが、これらの試験された３つの内の１つしかより厳しいウイルスに対する抵抗の試験に合格しなかった。これらのデータは、ステープルファイバー（例えば、綿）の複合体の破裂強度とＭＶＴＲに対する効果を明瞭に示しており、それが血液とウイルスに対する抵抗において重要な役割を果たしていることを示唆している。ＭＰフィルムの重要性を示すためには３種類の比較例のサンプル（21、22、及び23）の試験しか必要ではなかった。これらのサンプルはいずれも血液に対する抵抗の試験で合格せず、全て低い破裂強度を有していた。本発明の複合体はこれまで接着剤によって結合された３層又は４層を含むものとして説明されてきたが、これが好ましい構造を代表しているということは強調されなければならない。変種には、上述の２層以上の間に中間層を接着剤によって結合させることが含まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＤ０４Ｈ 3/16 Ｄ０６Ｍ 17/00 Ｋ (72)発明者カーン、アーメッド・ヤクブアメリカ合衆国、テネシー州 34909、ノックスビル、レイク・ブルック・ブールバード 3100、アパートメント・ナンバー・ 115

Claims

【特許請求の範囲】１．(a) ミクロ多孔質フィルムから成る第１の内側層、 (b) 第１の内側層に重なり、ステープルファイバーから成る第２の内側層であって、ステープルファイバーの少なくとも25体積％が親水性ステープルファイバーである、第２の内側層、及び (c) 重なった内側層の両側に設けられた熱可塑性プラスチック不織ウェブから成る第１と第２の外側層であって、前記不織ウェブが0.5乃至30ミクロンの平均繊維又はフィラメントサイズを有する、第１と第２の外側層、を含み、前記層が層の界面に設けられた接着剤によって一緒に結合されている積層体。２．第２の内側層が少なくとも25重量％の綿繊維を含む、請求項１の積層体。３．第２の内側層が少なくとも50重量％の綿繊維を含む、請求項２の積層体。４．第２の内側層が100％の綿繊維から成る、請求項３の積層体。５．第２の不織布層が0.5乃至15ミクロンの平均繊維サイズを有する溶融ブローン層である、請求項１の積層体。６．両方の外側層が、0.5乃至15ミクロンの平均繊維直径を有する溶融ブローンウェブから成る、請求項１の積層体。７．ミクロ多孔質フィルムが0.1乃至10ミクロンの平均細孔サイズを有する、請求項１の積層体。８．積層体が0.2乃至1.5ミルの厚さを有し、24時間当たり少なくとも400ｇ／ｍ² の水分蒸気透過速度、及び少なくとも15 psiの破裂強度を有する、請求項１の積層体。９．ASTM ES 21-92の血液の浸透に対する抵抗の試験に合格することができる、請求項１の積層体。 10．ASTM ES 22-92のウイルスに対する抵抗の試験に合格することができる、請求項１の積層体。 11．ミクロ多孔質フィルムが、通気性を与えるために延伸された粒子を充填されたポリオレフィンである、請求項１の積層体。 12．綿繊維が、カーディングされた繊維、ラテックス結合された繊維、及び熱結合された繊維から成る群から選択される、請求項２の積層体。 13．ミクロ多孔質フィルムが、積層体の少なくとも25重量％を構成する、請求項１の積層体。 14．接着剤がホットメルト接着剤である、請求項１の積層体。 15．各層を結合する接着剤が１乃至10ｇ／ｍ²である、請求項14の積層体。 16．接着剤が層の形態であり、これらの層は積層体表面の上に噴霧され、その後 100℃より低い温度で加圧結合されたものである、請求項14の積層体。 17．医療用途に適する積層体であって、 (a) 熱可塑性スパンボンド及び溶融ブローンウェブから成る群から選択され、外側表面と内側表面を有する第１の不織ウェブ、 (b) 第１の不織ウェブに面しそれに接着剤により結合されている外側表面及び内側に面している表面を有するミクロ多孔質フィルム、 (c) 少なくとも25重量％の親水性繊維を含み、そしてミクロ多孔質フィルムの内側に面している表面に接着剤により結合されている外側表面及び内側に面している表面を有する、ステープルファイバーウェブ、 (d) 熱可塑性スパンボンド及び溶融ブローンウェブから成る群から選択され、ステープルファイバーウェブの内側に面している表面に接着剤により結合されている外側表面を有する第２の不織ウェブ、を含む積層体。 18．ミクロ多孔質フィルムが、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、及びＰＴＦＥから成る群から選択されたフィルムから成る、請求項17の積層体。 19．ステープルファイバーウェブが、50重量％より多くの綿繊維を含む、請求項 17の積層体。 20．ミクロ多孔質フィルムが、内部に分散した無機充填剤を有するポリオレフィンを延伸して、フィルムに通気性を与えるのに十分な多孔性を与えることによって製造される、請求項17の積層体。 21．積層体の製造方法であって、 (a) 第１の不織ウェブの層及びミクロ多孔質フィルムの層を選択すること、 (b) 前記第１の不織ウェブ又はミクロ多孔質フィルムのいずれかの表面に接着剤を溶融噴霧すること、 (c) 前記第１の不織ウェブとミクロ多孔質フィルムを噴霧された接着剤が両者の間になるように重ねること、ここで、ミクロ多孔質フィルムは前記第１の不織ウェブに面する内側表面と外側表面を有すること、 (d) 第２の不織ウェブの層及ステープルファイバー層を選択すること、 (e) 前記第２の不織ウェブ又はステープルファイバー層のいずれかの表面に接着剤を溶融噴霧すること、 (f) 前記第２の不織ウェブとステープルファイバー層を噴霧された接着剤が両者の間になるように重ねること、ここで、ステープルファイバー層は前記第２の不織ウェブに面する内側表面と外側表面を有すること、 (g) ミクロ多孔質フィルム又は第２の不織ウェブの外側表面に接着剤を噴霧すること、 (h) 重なっている４つの層を圧力のかかった逆転カレンダーロールのニップに供給し、ここで接着剤が各々の層の界面にあり、それによって層を接着剤によって加圧結合すること、を含む方法。 22．ステープルファイバーが、50重量％より多くの綿繊維を含む、請求項21の方法。 23．第１の不織ウェブが溶融ブローン及びスパンボンドウェブから成る群から選択され、第２の不織布が溶融ブローンウェブである、請求項21の方法。 24．圧力が10乃至200 psiである、請求項21の方法。 25．ニップロールの表面が滑らかな弾性材料から製造されている、請求項21の方法。 26．両方のロールの表面が滑らかである、請求項25の方法。 27．カレンダーロールの一方がエンボス化されている、請求項26の方法。 28．接着剤がホットメルト接着剤である、請求項21の方法。 29．ロールの温度が100℃より低く保たれる、請求項21の方法。 30．体の部分を覆って前記体の部分を血液又は外部からの液体との接触から保護するための保護用衣服であって、 (a) 体の部分から外側に向けて配置された外側表面と体の部分に面している内側表面を有する第１の熱可塑性不織布層、 (b) 体の部分から外側に向いている外側表面、及び第１の不織布層に面し第１の不織布層の外側表面に接着剤により結合されている内側表面を有する、ステープルファイバー層、 (b) 体の部分から外側に向いている外側表面、及びステープルファイバー層に面しステープルファイバー層に接着剤により結合されている内側表面を有する、ミクロ多孔質フィルム部材、 (d) 体の部分から外側に向いている外側表面、及びミクロ多孔質フィルム層の外側表面に接着剤により結合されている内側表面を有する、第２の熱可塑性不織布層、を含む衣服。 30．ステープルファイバー層がステープル綿繊維を含み、第２の不織布層が溶融ブローンウェブを含む、請求項29の衣服。 31．ステープル綿繊維から成る芯層とミクロ多孔質フィルム及び不織布層から成る両側の層を含む積層体であって、不織布層が熱可塑性溶融ブローン又はスパンボンドウェブ繊維又はフィラメントから成る群から選択され、前記両側の層は芯層の表面に接着剤により結合されている、積層体。