TWI232248B - Process for producing non-woven fabric for the production of clean room clothing and the non-woven fabric thereby obtained - Google Patents

Description

1232248 A7 ______B7_ 五、發明說明（I ) 詳細說明 枝術領域 除塵室用的護衣的作用，係將室中所製或所加工的產品 (例如微電子零件，醫藥，光學玻璃纖維)保護以免受人體 景> 響（此處人體係排放有害粒子的「來源」，例如灰塵、 皮膚屑粒子、細菌）。 因此，對於製造此類護套用的材料的重要需求爲屏障 作用。護套材料須對人體不斷釋放出的粒子（皮膚屑、斷 髮片段、細菌等）以及由紡織品之內衣釋出的纖維斷片阻 lea住’以避免除塵室空氣及產品受污染。當然，這種材料 本身也不能將纖維部分或其他成份排放到除塵室空氣中。 除了所需的屏障作用外，該護套層材料須能承受高機 械負荷，特別是有高的再撕裂及撕裂強度，以將由於外來 作用或正常穿著造成的應力造成之裂縫或孔形成的危險減 至最低。爲了使該護衣也能多次再使用，該材料還要能承 受一般洗濯或淸洗程序（例如在高壓釜中消毒）而儘量不 受損’亦即對於濕機械磨損及起球（疵點）（Pilling))有抵 抗力，且其尺寸穩定不變。 除了屏障作用與濕機械抵抗力外，這種護衣材料特別 是用於微電子工業中者須有抗靜電作用，換言之，這種護 衣須不受到穿著時不可避免的摩擦而帶了過量的靜電荷， 或者是能將一些靜電荷迅速消散或導離。這點係必需者， 以便一方面使敏感的微電子元件不會受到點狀放電損壞， 另方面也不會從周圍空氣吸收灰塵粒子（否則這些灰塵粒 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） " -------------K-----訂-----—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 1232248 _ B7____ 五、發明說明（*/) 子可能會跑到衣材料表面，而在以後可能再排放出來）。 此外，該護衣材料也要有夠高的穿著舒適度，換言之 ，在垂落(Fall)，手感(Griff英：hand feeling)及光學性質方 面要有儘量像紡織品的特性，而且要有空氣活性（透氣） 及保暖絕熱，以避免穿著的人過度的流汗(Schwitzen)或受 寒（Frieren) 〇 習知技術 人們知道使用最細纖度的合成纖維或合成長絲製造除 塵室護衣材料。此外「最細纖度」一詞係指纖度小於ldtex 的纖維，它也被稱爲「微纖維」。對於纖度小於〇.3dtex的 微纖維也用「超微纖維」一詞。 一般以微纖維或微長絲的梭織布或編織物爲基礎的護 衣材料分數道程序步驟製造。首先由聚合物原料紡成微纖 維或長絲。然後將它們再加工成紗，該紗如有必要還可通 過一道隨後之締捲程序。最後由此（締捲過的）微纖維或微 長絲紗織成基本的護衣材料。在力織程序，還可將導電的 紗呈現則圖案方式例如呈條紋狀或方格紋(Kar〇英 ·· carreau 或check))排列織入，以達到所需之抗靜電作用。舉例而言 ’導電紗含有具有含碳黑或石墨的核心或函殻的核心/函 威長絲’或者如金屬纖維或鍍金屬的長絲。所需的屏障功 能及高度的（濕）機械負荷性係利用微纖維的一種極密且 規則的纖合而達成。但這種高織密度及主要與表面平行的 長絲走向就材料透氣活性觀之却是不利的。它只有少許微 孔隙可使水蒸氣經該微孔隙透過布。 4 本紙張尺度適用中國國-- ---------------：-----訂---------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1232248

五、發明說明（$ ) 蒦衣材料屏障作用及透氣活性造成的有問題（互相 揮丁突）的性質的組合可藉使用粒子密度高但却透水蒸氣的 月旲^成°這種「微孔隙」層可藉（例如）層疊（層壓、膠 3 ) ( Laminierung 英：laminating )或直接擠壓 (Dii*ektextrusi〇n 英：direct extrusion)而施到普通密度的紡織 品材料’以得到具紡織品性質的材料。 胃密度微長絲布以及由透氣活性屏障膜及紡織品構成 的複合材料的製造程序因而較花時間。較易製造的替代方 案爲微纖維不織布。 以聚乙烯荷基礎的平坦砑光的微長絲紡紗不織布可滿 足這種屏障要求，此外可很廉價地製造。但這種材料實際 上却密不透氣及不透水，且見有箔片式特性，換言之，其 穿著舒適性低。此外，它們的耐洗性或耐淸理性不足，因 此它們限於用在一次用後即丟(Emweg)或拋棄式（Wegwerf 英：disposable)的護衣方面用途。 由多片段式或由多核心式短纖維製造的微纖維不織布 (該纖維在排放成不織布以及可能之預鞏固作業後，利用 溶劑或水柱劈分成個別的微長絲）在有良好的屏障作用的 場合下，其穿著舒適度須遠比上述之高砑光微長絲紡織不 織布更好。 舉例而言，歐洲專利0624676提到一種方法，說到如 何能利用水柱劈分製造具有極高塡充密度及良好屏障作用 的微纖維不織布。但這種不織布缺少柔軟性及熱絕緣性質 。因此人們認爲使用藉水柱鞏固的不織布以作護衣所能的 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —I-----訂---------線一 1232248 A7 ____B7_____ 五、發明說明（if) 應用範圍很有限。因此上述專利案中提到另一種方法，其 中不使用水柱技術。 在國際專利(PCT)申請案W0 98123804中提到與上述專 利案不同的方式，係將不織布在水柱劈分之前，首先作熱 作點狀熔接。如此可防止不織布在水柱劈分時，與水柱機 組的篩網帶鈞掛在一起，然後在揭起時受損甚至破壞。另 一方面，須因此達到較高程度的纖維劈分，如此達成較佳 皂屏障性質及手感(Tast)。 在歐洲專利97 108 364中也提到將不織布應用領域擴 充。其中提到由很細的長絲製造不織布，該布須具有與梭織 式編織的紡織品有相當的性質。這種纖度0.005〜2dtex的 很細的長絲利用水柱劈分由熔紡之捲曲（Kraeuseln英 ••Crimp)或未捲曲的多成份多片段長絲（其纖度〇.3dtex〜 lOdtex)產生。如此所得的不織布還可用各種不同方式作 後加工，例如利用熱固定，點上膠等），以達成特別應用 性質。依此方法製造的紡絲不織布特別適合製造衣著及其 他紡織品產物。 本發明的說明 在以下的硏究中，出乎意料地得知··如果將上述EP 專利案97108364所製的不織布用纖度小於〇.2dtex的超微 長絲構成’並另外作凹凸軋花（拷花）（Praegekalandrieren 央：calemdering) ’則該不織布極適合製造除塵室的護衣， 此超微長絲本身利用水柱劈分由纖度小於2dtex的多成份 長絲產生，該多成份長絲係用熔紡程序形成，用空氣動力 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---- ------------Γ-----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨 1232248 A7 ； _B7__ / "" * —- ..- 五、發明說明（ΐ ) ! / . | 方式牽伸，且用水柱作預結合。 以下本發明提到一種新式不織布材料及其製造方法步 驟。此不織布滿足一種可多次再使用的除塵室護衣材料的 所有要求。它的特色爲具有高度屏障作用，高機械負荷性 及尺寸度量的穩定性，有效率的抗靜電作用及高度穿著適 度（透氣性及紡織品性質）。這些有利的性質即使在多次 一般的洗濯或淸洗程序（多達30循環）仍保持在足夠的範 圍。迄今利用具劈分之最細長絲的不織布，一般認爲是不 可能同時達到這些性質的。 此不織布由纖度小於0.2dtex的超微長絲構成，該超微 長絲由纖度1.5〜2dtex的未捲曲的初級長絲製成。所用之 初級長絲宜爲—^成份多片段長絲，由二種不相容的聚合物 構成，特別是由聚酯與聚醯胺構成。這種二種成份的長絲 係習知者，如EP97108364所述。聚酯的比例選設成比聚醯 胺高，宜在60〜70%重量之間。爲了達成所要的抗靜電作 用。故該二種聚合物之一或全部都加有對應之長期有效（ 亦即不能被取代或交換的）添加劑。舉例而言，這種抗靜 電作用可藉混入碳黑或石墨或混以具有強親水特性的聚合 物或具（半）導電性質的聚合物達成，必要時還可加入相 容化的藥劑。此初級雙成份長絲的橫截面呈橘瓣形多片段 構造（「派餅構造」）。這些片段包含交替的不相容之加 有添加物的聚合物。這種習知的長絲橫截面對於以下所述 之超微長絲的產生作用顯示出很有利。爲了達成該不織布 之所要的抗磨強度及小的起球(Pilling)傾向，故在一般的空 7 ---------訂---------線 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1232248 A7 ___B7___ 五、發明說明（G ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 氣動力牽伸後，將該長絲作另一道牽伸同時作熱煮處理 (Tempera 英：anneal)程序（熱通道牽伸「Hot-Channel Stretching」）。 如此所產生的初級長絲利用特殊機組以不規則排列放 在一條移動的帶子上，然後利用傳統水柱技術預先鞏固， 亦即使它們以機械方式互相纏結(verschlingen英：snarling) 。然後將此預鞏固的初級長絲不織布在穿了孔的轉鼓上多 次的將兩面施以尚壓水柱，如此該初級長絲實際上已崩解 成其個別成份，亦即崩解成個別的超微長絲，且這些超微 長絲同時極均勻地互相糾纏(Verwirbeln英：entangle)。利 用這種程序步驟產生一種微纖維不織布，它由於極高不規 則及糾纏的纖維構造，故一方面具有所需之屏障作用，但 另一方面仍有充分的透水氣性。 爲了要改善在洗濯及淸洗時的尺寸度量穩定性，故該 微纖維不織布在水柱劈分及隨後之乾燥作業後在張力之下 受到一道熱空氣熱固定程序。然後將該不織布在具有特別 刻紋（Gravatur英：engraving)滾子的研光機中作凹凸壓花 (Pragekalandrieren,英：embossing calender)，以提高度量尺 寸穩定性及耐磨性。製成之不織布的基重爲80〜150克/平 方米，且宜95〜115克/平方米。 [實例] 首先由二成份長絲[由70%聚（乙烯對苯二甲酸酯）及 30%聚（六甲撐己二醯胺)構成]製造一種均勻厚度之不織布 基重(FlSchengewicht，英：area density)，（面密度，單位面 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 1232248 ____B7___ 五、發明說明（1 ) 積重量95克/平方米。初級長絲的纖度1.6dtex，且含有 一六個片段，它們交替地由聚酯或聚醯胺構成。此熔紡的 長絲用空氣動力方式牽伸，不規則地放在一帶上，並送去 一水柱處理單元，在其中使長絲預鞏固。然後將預鞏固的 不織布用高壓水柱處理，如此使初級長絲劈裂成個別的片 段，且將這些片段再變成紗球(KnSuel，英：yarn boll)。此 水柱劈裂作業係由不織布兩面作數次。產生的超微長絲的 平均纖度O.ldtex，且未捲曲。然後將此預鞏固的不織布用 高壓水柱處理，如此該初級長絲劈裂分成個別的片段，且 個別片段再捲曲。水柱劈分作業由不織布兩面作數次。產 生的超微長絲的平均纖度O.ldtex，且不捲曲。然後將此不 織布乾燥並作鐫印砑光。如此所製的不織布的過濾效率， 對於-0.5//m的粒子爲約60%，對的粒子約98%。 用標準洗濯劑在40°C作洗濯處理二十次後’過濾效率只下 降一點點，對-0.5//m的粒子約55%，對-l//m的粒子約 95%。 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------MwrlIl·—— 丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 3988 2$ ABCD 1232248 六、申請專利範圍 之間。 8·如申請專利範圍第5項之不織布，其中： 該不織布之單位面積重量在80〜150.克/平方米之間， 且宜在95〜115克/平方米之間。 9.如申請專利範圍第5項之不織布，其中： 該初級長絲的橫截面具有柑橘瓣狀長絲片段構造，其 中該片段交替地各包含該二種不相容的聚合物的一種。 10·如申請專利範圍第5項之不織布，其中： .該不織布在作水柱劈分之後再做一道附加的熱固定作 業然後再作熱固化。 11·如申請專利範圍第5項之不織布，其中： 該二種不相容的聚合物中的一種或二種包含一種永久 性抗靜電作用的添加劑，如碳黑或石墨，或一種具有出色 之親水特性的聚合物〔例如一種聚（醯胺嵌段醚）共聚物 〕或一種（半）導電性質的聚合物〔例如一和聚苯胺或_ 乙炔衍生物〕。 12·如申請專利範圍第5項之不織布，其中： 該超微長絲係不捲曲者。 度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210 X 297公釐） ........................ φ —i-------訂---------……-線· (請先間讀背面之注意事項再塡寫本頁) 告本 申請曰期 案 號 Stii ttjv 類 別 (以上各欄由本局填註） 發明 新型 名稱 1232248 —S量 -Μ- C4 备—專利説明書 中 文 繼除塵室用·罐衣用的不織布的方法與如麵製之不織布 英 文 Process for producing non-woven fabric for the production of clean room clothing and the non-woven fabric thereby obtained 姓 名 國 籍 發明 創作 人 住、居所 1. 羅伯特.葛洛特 2. 侯爾格席林 3. 阿爾諾德布雷曼 4. 哈特維希穆勒 1·法國2.3.4.德國 1·法國F-68280桑德霍夫，里爾路20號 2·德國69502黑爾姆斯巴哈，克萊斯特街5號 3·德國69469酒鄕，主街46號 4·德國69221多森海姆，史坦布克路7號 裝 訂 姓 名 (名稱） 國 籍 卡爾佛洛依登堡雨合公司 德國 線 三、申請人 住、居所 (事務所） 代表人 姓 名 德國]>69469威因赫姆,赫奈爾威格街2-4號 1. 赫伯特.摩登豪爾 2. 尤阿辛.洪 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Α4規格（2丨Οχ：297公慶） 3 厶厶 Β8Λ) ^ Ί 年1月（3日修正/更/正補充 六、申請專利範圍 1. 一種製造可多次再使用的除塵室護衣用的不織布的 方法’其中由熔融物紡成纖度小於2dtex的多成份長絲（ 以下稱「初級長絲」），用空氣動力方式牽伸，直接集層 成不織布，且受到一道水柱預鞏固作業，然後利用水柱劈 分將該初級長絲劈分成纖度小於〇.2dtex的超微長絲，其劈 分方式係將該預鞏固的不織布多次交替地由兩邊施以高壓 水柱且該不織布在作水柱劈分及隨後的乾燥作業後拷花。 2:如申請專利範圍第1項之方法，其中： .該初級長絲在該空氣動力式牽伸後作一道附加的牽伸 及熱者程序。 3.如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該初級長絲之水柱劈分的方式·係將該預鞏固的不織 布輪流地由兩面施以高壓水柱。 4·如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中： 該水柱劈分作業係在一個具旋轉的篩網轉鼓的機組上 進行。 5. —種不織布，其係利用申請專利範圍第1或2項之 方法所製者，其中： 該初級長絲爲由二種不相容聚合物構成的二成份長絲 ，特別是由一種聚酯及一種聚醯胺構成者。 6. 如申請專利範圍第5項之不織布，其中： 該聚酯比例比聚酯胺比例高。 7·如申請專利範圍第6項之不織布，其中： 該聚酯比例（相對於不織布總重量）在60〜70%重量 用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公愛〉 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂 線