JPS6360742A - 積層物品の製造方法 - Google Patents

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、繊維製品のような支持部材および微孔性材料
のシートを有して成る積層物品の製造方法に関する。

［従来の技術］ 支持部材の物理的特性は、部材に付着した微孔性材料の
シートの存在により変えることができる。

例えば、微孔性材料のシートは、微細粒状固体、液体お
よび気体のような流体が透過性支持部材を通過する移動
特性を変えることができる。

繊維製品のような支持部付は、湿気に対して不透過性で
ある材料の届を付着することにより防水性に変えること
ができる。得られる繊維製品は、防水性かつ通気性であ
り得゛るので、防水特性は、疎水微孔性材料のシートに
より提供するのが有利であることが判っている。通気特
性により、繊維製品を水蒸気は通過てきるが、水は通過
できず、従って、凝縮が減少する。

通気・防水性繊維製品を製造する既知の方法は、例えば
アメリカ合衆国特許第３９５３５６６号に記載されてい
る方法により作られた微孔性ポリテトラフルオロエチレ
ンのように、既に微孔性にされた疎水性材料のシートを
付着するために点模様で接着剤を使用することが含まれ
ろ。しかしながら、接着剤の点は、微孔性材料の孔の部
分を閉塞し、それ故、水蒸気のような流体を通す微孔性
材料の性能を低下させる。更に、（極端な温度のような
）極端な条件下での接着剤の（可撓性および結合強度の
ような）物理的特性は、接着剤により一体に結合さた物
品が満足すべき機能を発揮できる条件範囲を制限するこ
とが有り得る。

［発明の構成コ 本発明は、接着剤を使用仕ずに支持部材に結合した微孔
性シートを有する積層物品の製造方法を提供する。

従って、本発明は、透過性支持部材および微孔性材料の
シートを有して成る積層物品の製造方法を提供し、該方
法は、 ａ）支持部材および材料を微孔性に変えるために組成を
変えることができろ材料のシートを積層して、支持部材
およびシートを直接一体に結合する工程、ならびに ｂ）シートの材料の組成を変えて、材料を微孔性にする
工程 を含んで成る。

本発明により提供される方法は、支持部材および微孔性
材料のシートを直接一体に、即ち、微孔性材料の空隙を
減少させろ傾向がある接着剤を使用せずに、結合するこ
とを可能にする。このことは、仕上がった積層物品にお
いて、より良く調節され、かつ、より均一な空隙を達成
することを可能にする。更に、接着剤が存在しないこと
により、極端な条件、例えば極端な温度におけろ物理的
特性が接着剤層の特性により制限されない積層物品を作
ることが可能になる。例えば、本発明の方法により作ら
れた物品は、接着剤層の低温特性により生じる可撓性が
乏しいという問題点を伴うことなく、低温で使用できる
。

また、接着剤が存在しないことにより、更に、接着剤層
と反応して支持部材と微孔性材料のシートとの間の結合
を弱（する（溶媒のような）媒体中で、またそのような
物質と接触して積層物品を使用できる。

本発明に使用する支持部材は、少なくとも仕上がり物品
においては透過性であり、その結果、微孔性材料は、支
持部材を通過できるある種の流体の通過に対して遮断層
として作用できる。一般に、特定の選択された流体、特
に気体に対する支持部材の透過性は非常に大きく、即ち
、微孔性材料のシートの透過性より少なくとも２倍大き
い。

支持部材は、物品が使用される用途に応じて選択する。

１つの態様では、支持部材は、繊維製品、例えば、織物
、編物または編組繊維製品を有して成るか、または不織
繊維製品であってよい。支持部材が繊維製品である物品
は、衣類のような保護商品を製造するために使用できる
。例えば、支持部材を防水性にするために、微孔性材料
のシートを選択する場合、防水性衣類およびテントのよ
うな他の屋外商品を作るのに使用できる。

他の態様では、支持部材は紙のシート、段ポール、ガラ
スまたは他の繊ｈｅメツシュなどのような他の透過性材
料により提供され１４る。従って、本発明の方法は、例
えば建築物の措造物に使用できる硬質パネルのような商
品に防水特性を付与するために使用できる。

本発明の物品は、濾過、特に精製処理に使用するマイク
ロフィルトレージョンに使用できる。濾過用途に特に好
ましい物品は、ポリエステルおよびポリエチレン繊維の
ブレンドから形成した不織メツシュならびに微孔性ポリ
スルホン材料を有して成る。

また、本発明の物品は、電気化学セルのような電気化学
デバイスのセパレーターとして使用できる。例えば、ヨ
ーロッパ特許出願第８６３０５３１９．５号に記載され
ているようなポリマー要素は、支持部材と積層でき、夛
索の材料の組成は、要素を微孔性にするために変えるこ
とができる。

支持体は、好ましくは変形可能であり、デバイス内に含
まれている液体電解質を吸収することができる。ポリプ
ロピレンの不織メツシュは、支持部材の好ましい形態で
ある。支持部材とセパレーターとの積層により、セパレ
ーター材料の相当薄くかつ損傷しやすいシートが支持部
材により補強されるので、電気化学デバイスの組み立て
が容易になる。更に、変形可能吸収性支持部材は、セパ
レーターと電極との間で電解質の接触を改善することが
できる。

支持部材が繊維製品である場合、支持材料は、綿、ポリ
オレフィン、ポリエステル、ナイロンらしくは他の繊維
またはこれらのブレンドを含んで成ってよい。

本発明の方法により作られた積層物品を有して成る防水
性衣類、靴類およびテントのような商品ら、本発明の一
部分を構成する。

本発明の方法は、シート材料を支持部材上に直接溶剤流
延する既知の方法とは対照的に、前置て形成したシート
材料と支持部材を積層することを含む。それ故、本発明
の方法は、積層の而にシートに追加の工程を施すことが
可能である。例えば、シートの厚さを監視することがで
き、要すれば、例えば物理的変形により変えることがで
きる。例えば表面特性または透過特性を修正するために
、薬品によりシートを処理できる。更に、支持部材との
積層の前に、厚さ、透過特性、組成および「ピンホール
」のような欠陥の存在のような要因をシート材料の状態
で好都合に監視できる。また、積層の前に独立したシー
ト材料を製造することにより、シート製造プロセスで生
じる、製造の間に使用する（溶剤流延シートの溶剤のよ
うな）薬品の支持部材との相溶性による制限を除く。

また、シート材料は、押出のような溶融加工法、溶剤流
延または池の常套のシート形成法により製造できる。押
出は、小さい孔および大きい空隙を有しながらら、薄い
シートを形成できる均質性により、シートを形成できる
ので好ましい。また、押出は、溶媒中でのシート材料の
溶解性、得られた溶液またはスラリーの粘度に関する制
限が除かれるので、溶剤流延より融通性がある方法であ
る。

微孔性材料は、好ましくはポリマーである。材料の選択
は、シートが果たすべき機能により決定するのが一般的
である。例えば、微孔性材料のシートか繊維製品のよう
な支持部材を防水性にするために必要である場合、材料
は一般に９０°以上の前進水接触角を有するように選択
される。また、微孔性材料の選択は、結合すべき支持材
料によって決定される。微孔性材料として使用するのに
適当な材料の例には、以下のようなしのが包含される： 炭素数２〜１２のエチレン系不飽和炭化水素、例えばエ
チレン、プロピレン、ブタノエンおよび４−４−ブチル
スチレンのポリマー。これらの物質のコポリマー、例え
ばエチレン−酢酸ビニルコポリマー、Ｅ　Ｐ　Ｄ　Ｍの
ようなエチレン−プロピレンとのコポリマー； フルオロポリマー、特にエチレンーテトラフルオロエチ
レンコポリマー（テフツエル（Ｔｅｆｚｅｌ。

商標））およびポリクロロトリフルオロエチレン（）Ａ
ラー（Ｉ（ａｊａｒ、商標り； 以下のような縮合ポリマー： ａ）カプロラクタムまたは１１−アミノウンデカン酸の
ポリマーのようなω−アミノ脂肪酸およびそのラクタム
の自己縮合物、 ｂ）（ヘキサメチレンジアミンおよびノナメチレンジア
ミンのような）炭素数６〜９のジアミンと（アジピン酸
、アゼライン酸、イソフタル酸およびテレフタル酸のよ
うな）炭素数６〜９のジカルボン酸とのポリアミド、特
にポリ（ヘキサメチレンアジパミド）、ならびに Ｃ）（フタル酸、テレフタル酸およびイソフタル酸のよ
うな）アリールジカルボン酸と（エチレン、ブチレンお
よびヘキシレングリコールのような）炭素数２〜６のグ
リコールとのポリエステル、特にポリ（エチレンテレフ
タレート）；ならびにポリスルホン（例えば濾過に有用
である。）。

本発明の方法により得ることができる支持部材と微孔性
材料のシートとの間の結合の強度は、支持部材および微
孔性シート、ならびに積層の間の条件に影響される。特
定の理論にとられれることなく、以下のような要因の一
方または双方が結合に関係し、その相対的な重要度は、
各々の場合に使用する材料の性質により決定される：（
ｉ）支持部材と微孔性材料のシートとの間の物理的絡み
合い、および （ｉｉ）支持部材の材料と微孔性材料との間の化学的相
互作用。

要因（ｉ）は、表面が荒い支持部材を使用することによ
り最適にすることができる。例えば、支持部材と微孔性
材料のシートとの間のより強い結合は、比較的細い繊維
の比較的密度の高い織物から成る支持部材を使用するこ
とにより達成できる。

また、より強い結合は、連続繊維ではなく、ステーブル
繊維により達成することもできる。

要因（ｉｉ）は、化学的に相互作用できる支持部材の材
料および微孔性材料の選択により最適にすることができ
る。

本発明により提供される方法の利点は、積層工程の間は
シート材料が微孔性ではなく、それ故、荒っぽい処理に
対しても比較的影響を受けにくいという点である。この
ことにより、適当な積層条件を選択することにより支持
部材と微孔性材料のシートとの間に強い結合が形成でき
る。例えば、積層の圧力および温度を変更できる。支持
部材とシート材料を積層する圧力は、好ましくは少なく
とも２Ｎ／ｃｍ、より好ましくは少なくとも５Ｎ／ｃｍ
、特に少なくとも８Ｎ／ｃｍである。一般に、昇温下で
積層を実施するのが好ましく、その温度は、物品が使用
時に遭遇する最高温度より高くてよく、物品の成分が積
層温度で分解しない限り、例えばシートの材料またはシ
ートの材料の少なくとも１つの材料の溶融温度より高く
ない温度であってよい。例えば、ポリエチレンおよびポ
リエチレンオキサイドのブレンドから成るシートは、約
１２５℃に加熱した圧力ローラーを使用して綿繊維製品
のような支持部材に積層してよい。一般に少なくとも８
０℃、特に少なくとも１００°Ｃの温度で支持部材とシ
ートを積層するのが好ましい。

支持部材が繊維、製品を有して成る場合、シート材料の
厚さは、繊維製品の繊維の直径より大きいのが好ましい
。

支持部材とシート材料との間の結合を形成した後に、材
料を微孔性にするために材料の組成を変える。流体との
接触、または流体との接触とは異なり例えば加熱、放射
線照射もしくは超音波処理により組成を変えることがで
きるように、材料は配合できる。いずれの場合において
も、組成の変更は、材料中に存在する発泡剤のように、
成分の反応または分解、あるいは１種またはそれ以上の
そのような成分と材料に加えられる反応物質との反応を
含んでよい。支持部材への積層後に孔を作ることができ
るので、（延伸のような）物理的な変形よりも材料の組
成の変更により、シート材料を微孔性にするのが有利で
ある。更に、延伸シートでは一般的であるシートにピン
ホールか生成する危険が減少する。材料は、上述のよう
に組成を変えるために除去可能な成分を含んで成るのが
特に好ましい。成分の除去は、成分が溶解する流体、好
ましくは液体と材料を接触させることにより行うことが
できる。除去可能成分は、組成物から抽出できる無機材
料、例えば金属塩、または有機材料、あるいはポリマー
材料であってよい。特に好ましい除去可能成分は、溶解
性ポリマーであり、その選択ｉよ、除去に使用する液体
に応じて行う。

簡便性故に、水または他の水性溶媒に溶解する成分を選
択するのが好ましい。ポリマー成分が好ましい場合、ア
ルキレンオキサイドホモ−またはコポリマーのようなポ
リマーを使用してよ（、ポリエチレンオキサイドが特に
好ましい。そのような化合物とポリエチレンとのブレン
ドを、支持部材と積層するシート材料の形成に使用して
よい。

ある流体に対するシート材料の透過性は、孔の寸法およ
びくねり度に影響される：従って、比較的大きいがくね
った孔を有するシート材料は、小さいがあまりくねって
いない孔を有する材料より流体透過性が小さいことが有
り得、とりわけシート材料と流体との間の相互作用の程
度に影響される。大きいかくねった孔を有するシート材
料を使用すると、選択的友遮蔽層をシートが堤供する必
要かある場合、有利なことがあり得る。

シート材料の組成を変えることにより、特に材料を流体
と接触させることにより、シート材料を微孔性にするこ
とが好ましい。この方法により、延伸のような従来技術
の方法により形成した孔と比較すると、非常に屈曲した
孔を作ることができる。

液体中で溶解により成分を除去して材料を微孔にする場
合、満足すべき微孔性を達成するために必要な工程は、
シートの材料、成分を溶解するために使用する溶媒およ
び仕上がった物品に必要な微孔性に依存する。微孔性材
料のシートが支持部材に防水性を付与しながらも水蒸気
を通過させることできるのが望ましい場合、添付図面の
第１図および第２図の参照して以下に説明するようにし
て修正したＡＳＴＭ−Ｅ９Ｂ−６６［（を使用して測定
した場合、微孔性材料のシートの水蒸気透過速度が少な
くとも１０００ｇ／ｍ″／日であるような程度の微孔性
である。

第１図は、ＡＳＴＭ−Ｅ９６−６６Ｂにより水蒸気透過
速度（ＭＶＴＲ）を測定する装置を示す。

この方法は、水１２の表面１０と被験材料１４との間の
空間が水蒸気の透過に対して相当な抵抗となるので、大
きい水蒸気透過速度を測定するのには不適当である。

大きい水蒸気透過速度を測定するには、第２図に示すよ
うに空間を除くことにより試験方法を修正する。

手順を以下に示す。約８０ｃｃの水１６を、口径６　、
５　ｃ＊、高さｌ　１．５ｃ肩のテーパー付きボリブロ
ピレンコヅプ１８に入れる。被験材料２０はシリコーン
接着剤２２によりコツプの縁に封止する。

組み立てたコツプの重量を１／１００グラムまで測定し
、弾性ゴムカラー２４を引っ張ってコツプに配置する。

環境チャンバー２６において、支持箇所にある円形開口
部を介して組み立てたコツプを逆さにして吊す。コツプ
の位置は、コツプの口がプレートの下側の表面と整列す
るように、ゴムのカラーにより調節する。この表面とチ
ャンバーの底との間には、約２００ａ／分で空気が流れ
ろようになっている約１０ｃｚの空間がある。チャンバ
ーは温度２３℃±１℃および相対湿度５０％±゛　２％
に保持する。試料を３時間チャンバー内に入れ、次に取
り出して、再び１／１００グラムまで重量を測定する。

水蒸気透過速度は、２４時間当たり試料表面積の平方米
当たりの減少した水のグラム数により表現される。

本発明の方法により、少なくとも５ｋｇ−１１ｌ−１７
日、特に少なくともｌ　Ｏｋｇ−ｍ−”７日の水蒸気透
過速度を有する積層物品を作ることが可能である。

そのように大きいＭＶＴＲ値は、支持部材と微孔性材料
のシートとの間に微孔性材料の孔を閉塞する傾向がある
接着剤が存在しないので可能である。

本発明の方法を添付図面を参照して説明する。

第３図では、シート材料２はその組成を変えることによ
り微孔性にできる。シート２は、シートの組成の該変更
には実質的に影響を受けない第１成分・１、および該変
更の前は第１成分４の孔内に存在する第２成分６を汀し
て成る。シート２は、ポリエチレン４０部およびポリエ
チレンオキサイド６０部から成り、押し出し成形により
フィルムに形成される。

本発明の方法により、微孔性材料のシート２および繊維
製品であるのが好ましい支持部材４０をａして成る積層
物品が形成される。

本発明の方法は、昇温圧力下で、上述のように組成を変
更できる材料のノート２を支持部材４０と積層すること
を含んで成る。その後に、シート材料２の組成を変えて
、ソートを微孔性にする。

第２成分６が溶解性である場合、変更は該成分の抽出を
含み、第１成分内に孔４４が残る。

実施例； 中密度ポリエチレン（スフレア−（Ｓ　ｃｌａｉｒ、商
ｆｆ１）８４０５、デュポン（ｐｕ　Ｐｏｎｔ）製）４
０重量部およびポリエチレンオキサイド（ポリオックス
（Ｐｏｌｙｏｘ、商標）ＷＳＲＮ７０５、ユニオン・カ
ーバイド（Ｕｎｉｏｎ　　Ｃａｒｂｉｄｅ）製）をパー
カー・パーキンス（Ｂ　ａｋｅｒ　　Ｐ　ｅｒｋｉｎｓ
）の２軸スクリユ一押出機を使用して配合した。次に配
合物を常套のポリマーインフレー上法を使用して；７さ
１００マイクロメーターのフィルムにした。グイ間隙は
、０．６５ｘｚ、グイ温度は２１０°Ｃであった。吹き
込み比は、２．１であった。次に、８５°Ｃで直径３０
ｃｚのロール間を通して厚さを５０マイクロメーターに
した。ロールによりフィルムに加えた力は、８Ｎ／ｃｍ
であっ１こ。

このフィルムは、５４ｇ／π２の非防水ナイロン繊維製
品（パーテックス（Ｐ　ｅｒｔｅｘ、商標）４）に連続
プロセスで積層した。積層プロセスには、繊維製品層と
シリコン剥離紙との間にポリマーフィルムをはさみ、次
に１３０℃で直径３０ｃｍのロール間に、はさんだ層を
通す工程を含む。ロールにより加えた力は、０．８４Ｋ
Ｇ／ｃｍであった。シリコン剥離紙を除去した後、積層
物を水に浸漬してポリマーフィルムからポリエチレンオ
キサイドを溶解により除去した。乾燥後、繊維製品支持
体に強固に付着した微孔性ポリエチレンウェブから成る
積層物が得られた。

Ｔ５００モンサンド（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）引っ張り試験
機を使用して延伸速度５０肩肩／分で、微孔性ウェブと
繊維製品との間の室温剪断強度を測定した。

界面積をできるだけ小さくしているにも拘らず、すべて
の場合において、繊維製品／ウェブ界面の間ではなく微
孔性ウェブて破壊が発生した。従って、試験では、シー
ト強度が４５Ｎ／ｃｍ２以上であることが測定できただ
けである。

積層物の水蒸気透過速度（ＭＷＴＲ）は、上述の装置を
使用して測定した。

積層物のＭＷＴＲ値は、９．５ｋｇ−ｍ−’／日であり
、他方、微孔性ポリエチレンウェブ自体の値は、１０．
１ｋｇ−ｍ−１７日であった。このことは、積層方法は
、微孔性ウェブのＭＷＴＲに悪影響を与えないことを意
味する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、水蒸気透過速度を測定ずろため
の装置の図面、第３図は、ソート材料を微孔性にする方
法を示す模式図である。 ［第１図および第２図］ ＩＯ・・・水の表面、１２・・・水、１４・・・被験材
料、１６・・・水、Ｉ８．・・コツプ、２０・・・被験
材料、２２・・・シリコーン接着剤、２４・・・ゴムカ
ラー、２６・・・環境チャンバー。 ［第３図］ ２・・・シート材料、４・・・第１成分、６・・第２成
分、４０・・・支持部十オ、４４・・・孔。 特許出願人　サイマット・リミテッド 代　理　人　弁理士前出　葆　ほか２名窒気流　□ Ｉ 積層 番 抽出

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透過性支持部材および微孔性材料のシートを有して
   成る積層物品の製造方法であって、ａ）材料を微孔性に
   するために組成を変えることができる材料のシートに支
   持部材を積層して、支持部材およびシートを直接一体に
   結合する工程、ならびに ｂ）材料を微孔性にするために、シートの材料の組成を
   変える工程 を含んで成る方法。 ２、支持部材が繊維製品である特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３、繊維製品が織物である特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 ４、該シートの材料がポリマーである特許請求の範囲第
   １〜３項のいずれかに記載の方法。 ５、組成変更の少なくとも後で、該シートの材料が９０
   ゜以上の前進水接触角を有する特許請求の範囲第４項記
   載の方法。 ６、該シートの材料がポリエチレンを含んで成る特許請
   求の範囲第５項記載の方法。 ７、該シート材料が溶融加工法により成形される特許請
   求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の方法。 ８、成分を除くことにより、該シートの材料を微孔性に
   する特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の方法
   。 ９、除去可能成分が水性溶媒に溶解する特許請求の範囲
   第８項記載の方法。 １０、除去可能成分がアルキレンオキサイドのホモ−ま
   たはコポリマーである特許請求の範囲第９項記載の方法
   。 １１、除去可能成分がポリエチレンオキサイドである特
   許請求の範囲第１０項記載の方法。 １２、支持部材およびシート材料の層が少なくとも２Ｎ
   ／ｃｍ、好ましくは少なくとも５Ｎ／ｃｍの圧力により
   積層される特許請求の範囲第１〜１１項のいずれかに記
   載の方法。 １３、支持部材およびシート材料の層が高温下で積層さ
   れる特許請求の範囲第１〜１２項のいずれかに記載の方
   法。