JPH0215656B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、高強度を特徴とする、医療用布地と
して用いるのに特に適した非補強の微細繊維ウエ
ブから成る不織布およびその製造方法に関する。 本発明は不織布、特に医療用布地に関する。本
明細書中で用いる「医療用布地」と言う用語は、
手術用ドレープ、手術着、機器類カバー等の布地
として使用することができる布地を指す。このよ
うな布地は、意図する用途に不都合なく確実に役
立つために必要なある種の特性を有している。こ
れらの特性には、強度、耐しみ通り性とよく言わ
れる水又は他の液体に対する耐浸透性並びに通気
性、柔軟性、ドレープ性、減菌性及び細菌遮断性
がある。 重要な応用分野において、これらの特質又は属
性のいくつかは、任意の布地のそれぞれにおいて
互いに正反対であるように思える。従つて、通常
の使捨て医療用布地は所望の属性を最適にバラン
スするに至つていない。例えば、スパンボンドウ
エブ、ランダム配列ステーブル繊維ウエブ、テイ
ツシユとスクリムとの積層シート、スパンレース
（spunlaced）ウエブ又はそれらの組合せから主
として成る従来の布地が通気性及び柔軟性と常に
バランスする撥水性および遮断性を改善する目的
で試みられた。すなわち優れた通気性及び他の美
的特性を有する布地は、耐しみ通り性において比
較的劣る傾向にある。さらに他の例としては、強
度を改良するために、布地の坪量を増し、高度に
ウエブを圧縮し、バインダーを添加もしくは増加
し、又はこれらの技術をいろいろ組合せて使用す
ることが一般に知られている。しかしながら、得
られた布地は一般に堅く、かつ通気性に劣る傾向
にあるので、このような試みは、望ましくない美
的特性を有する結果にしばしばなる。 遮断性があることが望ましい用途に微細繊維ウ
エブを用いることが従来技術において知られてい
る。微細繊維は１ミクロン未満から10ミクロンま
での直径を有する繊維である。微細繊維ウエブ
は、溶融噴射法によつて通常製造されるので、溶
融噴射法（melt−blown）ウエブとしばしば言わ
れる。布地構造体に比較的細い直径の繊維を用い
ると、通気性を過度に譲歩することなく、高い溌
水性又は濾過性を有するようになるということが
一般に認められている。これまでに製造され、か
つ医療用布地として使用するつもりの微細繊維ウ
エブ布地は、熱可塑性繊維スパンボンドウエブも
しくはフイルム、又はその布地に必要な強度を与
える他の補強用ウエブを積層、もしくは結合した
微細繊維ウエブの複合体であつた。これまでに開
発された溶融噴射法微細繊維ウエブは、補強しな
い場合、比較的低い坪量で高い強度が望まれる医
療もしくは他の用途に用いるには不十分な強度し
か有していないと報告されている。例えば、「ジ
ヤーナル・オブ・インダストリアル・フアブリツ
クス（Journal of Industrial Fabrics）」、３巻、
１号、33〜44ページ（1984年）において、同一材
料から成る通常のウエブ又はフイルムと比べた場
合、溶融噴射法ウエブの最も重大な欠陥は単位坪
量当たりのそれらの強度であると示されている。
日本公開特許第58−180653号は、溶融噴射法シー
トが引張強度に欠けており、この欠陥は、延伸さ
れていない繊維を用いてこのシートを形成してい
ることに由来していることを示している。英国公
開特許第G.B.2104562A号は、医療用布地として
使用するために溶融噴射法ウエブに強度を付与す
るのに他の繊維補強材が必要であると開示してい
る。米国特許第4041203号は、医療用布地として
有効な布地を製造するために微細繊維ウエブとス
パンボンドウエブとを組合せることによつて製造
した不織布を開示している。この特許は、適切な
強度を付与するために溶融噴射法ウエブを補強す
る必要性を実証する種々の実施例を開示してい
る。この特許の実施例１は、スパンボンドウエブ
補強層を加える前及びその後の加熱点接合微細繊
維ウエブを記載している。このエンボスされた非
補強型溶融噴射法ウエブのグラブ引張強度と坪量
との比は、実際の負荷での医療用布地に使用する
ことができるほど高くはなかつた。さらに、この
特許は、ポリプロピレンで製造した種々のウエブ
を具体的に開示している。微細繊維ウエブと連続
フイラメントのポリプロピレンスパンボンドウエ
ブとが、医療用布地を製造するためにあるパター
ンで熱及び圧力を付与することによつて一緒に積
層される。連続フイラメントのスパンボンドウエ
ブはこの積層布地に強度を与える。 米国特許第4302495号は、微細繊維ウエブと一
方向配向熱可塑性ネツトとの積層シートを開示し
ている。この熱可塑性ネツトは最終不織布に要求
される強度を与える。 米国特許第4196245号は、溶融噴射繊維、即ち
微細繊維と穴開きフイルム又は穴開きフイルムと
スパンボンド布との組合せを開示している。これ
も、穴開きフイルム及びスパンボンド布が布地に
強度を与える最終不織布の要素である。 上記布地は、微細繊維を用いない他の従来技術
の布地に比べて溌水性と通気性との平衡を良好に
なし得る可能性を有しているが、比較的大径の繊
維から成る補強層を付与することがそれらの利点
を制限する。これらの布地は二つ以上のウエブ形
成技術を用いて接合せねばならないので、操作の
複雑性及びコストが大になる。さらに、比較的慣
用の繊維ウエブと微細繊維との接合が、特に高い
強度が望ましい場合に、固い布地を生じる結果と
なる。 本発明は、一枚又はそれ以上の非補強型微細繊
維ウエブから医療用布地を提供することによつて
上記従来技術の限を回避しようとするものであ
る。本発明の布地は、医療の用途に用いるのに適
切な強度を与えるために他の種類のウエブ又はフ
イルムに積層又は結合する必要がないので、非補
強型である。本発明の布地は、従来技術の布地よ
り溌水性、強度、通気性と他の美的特性とのバラ
ンスに優れたものである。 医療用品質の布地の規格は非常に厳格になつて
いる。この布地は、例えば、手術室環境におい
て、正常な使用中の引裂き又は引ちぎりに耐える
十分な強度を有していなければならない。このこ
とは、手術着もしくはスクラブスーツ（scrub
suits）のような手術室用衣服又は手術用ドレー
プに用いる布地に対して、特に当てはまる。不織
布の強度の一つの尺度はグラブ引張強度である。
一般に、グラブ引張強度は10cm幅の試料布地を引
ちぎり、又は破断するのに必要な荷重である。不
織布のグラブ引張強度試験法はASTM D1117に
記載されている。医療用不織布は引裂きにも耐え
ねばならない。引裂強度、即ち耐引裂度は、
ASTM D1117に記載されているようにエルメン
ドルフ（Elmendorf）引裂試験法によつて一般に
測定される。一例として、最小の強度の、市場で
用いられている医療用布地の最も弱い方向、即ち
通常は長手方向に交差する方向、において測定し
たグラブ引張強度は45ニユートン（Ｎ）程度であ
り、その最も弱い方向の引裂強度は約2Nである。
この程度の強度では、布の破損が衣服及びドレー
プとして使用している間に布地しばしば生じるの
で、より高い強度を獲得することが一般に望まし
い。約65N以上のグラブ引張強度及び約6N以上
の耐引裂度が特別な医療用布地を広範な用途に用
いることを可能にする。本発明の目的は、高い強
度対坪量比を有する布地を提供することにあり、
その結果所望の坪量において、上記値より高いグ
ラブ引張強度及び引裂強度を得ることができる。
本発明の布地は14〜85g／m²の範囲の坪量を一般
に有する。 医療用布地は、病院の手術室で通常出会う血液
を含む液体に対して反溌性でもあらねばならな
い。これらの液体は、ある位置から他の位置に移
動する微生物の良好な媒体となるので、溌水性は
医療用布地の重要な機能特性である。布の孔構造
によつて主に支配される溌水性の一つの測定法は
「静水頭」試験、AATCC 127−1977である。静
水頭試験は、単位高さの水塔において、任意の試
料布を透過するのに必要な圧力を測定する。任意
の布地の最大の耐液浸透性がその布地の孔構造に
よつて支配されているので、静水頭試験は医療用
布地の固有の溌水性を評価するのに有効な方法で
ある。不透過性フイルム又は微細繊維ウエブを含
まない医療用不織布は20〜30cmの水位の静水頭値
を一般に有している。これらの値は衣服及びドレ
ープ、特に感染の危険性が高い状況のものには最
適とはいえないということが一般に認められてい
る。40cm以上の値が望ましい。都合の悪いこと
に、高い静水頭値を有する従来技術の使捨て布地
は、これに関連して低に通気性又は比較的低い強
度のものになる。本発明の他の目的は、高い溌液
性を達成し得る布地を提供することにある。 医療用布地の通気性も望ましい特性である。布
地が衣類として使用される場合、このことが特に
当てはまる。布地の通気性は透湿度（MVTR）
及び空気透過度の両方に関係する。医療用布地に
使用される大部分の繊維ウエブはかなり高度の
MVTRを有しているので、空気透過度の測定が
通気性の適切な定量分布的試験となる。一般に、
布地の組織が開いていればいるほど、その空気透
過度は高くなる。従つて、非常に小さい孔構造の
非常に圧縮された緻密なウエブは劣つた空気透過
性の布地になり、このため劣つた通気性を有する
ことがわかる。任意の布地の坪量の増加もその空
気透過度を減じる。空気透過度の測定法の一つ
は、フラジール（Frazier）気孔度試験、
ASTMD373である。１m²当たり８m³／分以下の
フラジール気孔度を有する布地から製造された医
療用衣服は、少しでも着けた場合に不快になる傾
向がある。本発明のさらに他の目的は、溌水性又
は強度を犠性にすることなく良好な通気性を得る
布地を提供することにある。 医療用布地は、クシツク（Cusick）ドレープ
試験を包含する種々の方法によつて測定すること
ができる良好なドレープ性も有さなければならな
い。クシツクトレープ試験においては、円形の布
地試料をこの試料より小さい水平円板間に同心的
に保持する。布地試料を下側のデイスクの周りに
ひだをもつて垂れさせる。垂れた試料の影をこの
試料の保持されていない部分と同じ大きさのドー
ナツリング状の紙の上に投与する。この影の外形
をドーナツリング状紙にトレースする。ドーナツ
リング状紙の大きさを測定する。次いで、この紙
をトレースした影の部分にそつて切つてから、影
の部分を表わすドーナツリング状紙の内側部分の
大きさを測定する。ドレープ率は、リングの内側
部分の大きさをドーナツリング紙全体の大きさで
割り、100倍したものである。ドレープ率が小さ
いほど布地はより良好なドレープ性を有する。ド
レープ性は柔軟性及び可撓性と非常に関連する。 上記特性に加えて、医療用品質の布地は帯電防
止性及び難燃性を有さなければならない。この布
地は良好な耐摩耗性も有すべきであり、かつリン
トと一般に言われる小さな繊維粒子を放出しては
ならない。 本発明は、医療用布地として及び高強度及び耐
引裂性が必要な他の用途に用いるために、補強す
ることなく適切な強度及び耐引裂性を有する溶融
噴射法布地、即ち微細繊維布地を提供する。本発
明のエンボス布地は少なくとも0.8N・m²／ｇの
最小グラブ引張強度対坪量比及び少なくとも
0.04N・m²／ｇのエルメンドルフ引裂強度対坪量
比を有している。医療用布地として使用するため
に望ましい溌水、空気透過性及びドレープ性も同
時に獲得しながら、これらの強度特性が得られ
る。 上記した強度特性に加えて、本発明の布地は、
本発明のウエブの個々の繊維の平均繊維長が従来
技術のウエブの平均繊維長より長いという点で、
従来技術の溶融噴射法ウエブと異なる。本発明の
ウエブの平均繊維長は10cm、好ましくは20cmより
長く、最も好ましくは25〜50cmの範囲である。同
様に、本発明ウエブの繊維の平均直径は７ミクロ
ン以下であるべきである。繊維径分布は、繊維の
少なくとも80％が７ミクロン以下の直径を有し、
好ましくは繊維の少なくとも90％が７ミクロン以
下の直径を有するようなものである。 本発明の説明に際し、「ウエブ」と言う用語は、
溶融噴射法によつて形成された未接合ウエブにつ
いて言う。「布地」と言う用語は、加熱エンボス
又は他の手段によつて接合された後のウエブにつ
いて言う。 第１図に示すように、本発明の方法は、高速の
二次空気を供給するために改良した通常の溶融噴
射装置で実施される。図示装置において、ペレツ
ト状又は粒状の熱可塑性樹脂がホツパー１０から
供給される。次いで、ペレツトは、温度が多段加
熱ゾーンによつて制御されている押機１１に導入
されて、その融点以上に樹脂の温度を上げる。押
出機はモータ１２によつて作動されて、樹脂を押
出機の加熱ゾーンを通してダイ１３に移動する。
ダイ１３も多段加熱ゾーンを有しうる。樹脂は押
出機から、上部及び下部ダイプレート３０及び３
１間に位置する加熱室２９に進む。上部及び下部
ダイプレートはヒーター２０によつて加熱され、
所望の程度にダイ及び加熱室の樹脂の温度を上げ
る。次いで、樹脂はダイの前面に位置する複数の
微細なオリフイス１７を通して押出される。通
常、ダイの幅方向１センチメートル当たり約12の
オリフイスがある。普通には空気である、不活性
加熱ガスは管路１４を通つてダイのガス室１９に
圧入される。次いで、一次空気として知られる加
熱ガスが、樹脂オリフイス１７の両側に位置する
ガス用スロツト３２及び３３に流れる。樹脂がオ
リフイス１７から出ると、加熱ガスが樹脂を繊維
に繊細化する。スロツト３２又は３３の幅はエア
ギヤツプと言われる。繊維は加熱ガスによつて有
孔のウエブ形成コンベヤー２２上に誘導され、マ
ツト又はウエブ２６を形成する。通常は、繊維の
集積を助けるために、適当な真空管路２４に接続
された真空箱２３を使用する。スクリーン２２は
連続的にウエブを形成するようにローラー２５の
まわりを駆動される。本発明の方法において、繊
維がダイを出た直後に、繊維は高速の二次空気に
接触される。二次空気は室温又は外気温度の周囲
空気である。所望により、二次空気は冷却されう
る。二次空気は供給路１５を通つて適当な供給源
からダイのそれぞれの側に設けられたデイストリ
ビユーター１６に加圧下で供給される。デイスト
リビユーターは一般にダイの前面と同じ長さであ
る。デイストリビユーターはダイ前面に隣接する
開口２７をもつたある角度をなして位置する面を
有している。二次空気の速度は供給路１５の圧力
を増大するか又はそらせ板２８を使用することに
よつて制御することができる。そらせ板が開口２
７の広さを制限すると、流量が一定量であるの
で、デイストリビユーターを出る空気の速度を早
くする。オリフイス１７とガススロツト３２及び
３３の出口は同一平面内にあつても、また食違つ
ていてもよい。第３図は、オリフイス１７がダイ
及びスロツト３２及び３３の前面の内側で終端し
ていることを示している。この配置を負のセツト
バツクと言う。セツトバツクの寸法は第３図にお
いて矢印間の距離で示されている。正のセツトバ
ツクが第４図に示されている。オリフイス１７の
出口はダイ及びスロツト３２及び３３の前面の外
側で終端している。このセツトバツクの寸法は第
４図に矢印間の距離で示されている。負のセツト
バツクは、形成されたウエブ品質に悪い影響を与
えることなくエアギヤツプを設定する際により融
通性をもたせることができるので、負のセツトバ
ツクが本発明の方法においては好ましい。 本発明の不織布は、繊維が、本明細書中で述べ
たようにウエブに形成されて、加熱接合された場
合、非常に高い強度対坪量比となる特性を有する
微細繊維を製造するための溶融噴射法を利用する
点で、従来技術の微細繊維含有不織布と異なる。 従来技術の溶融噴射法を布地関連用途に使用す
るに際し、通常は、約１〜10ミクロンの平均直径
範囲にある微細繊維を製造する。任意のウエブに
おいて、繊維の直径はある範囲に分散しうるが、
良好な濾過媒体として微細繊維構造の利点を十分
に利用するためには、これらの繊維の直径を細く
維持することがしばしば必要になる。従つて、５
ミクロン、時には２ミクロンよりなおこの細い平
均繊維径を有するウエブ又はバツトを製造するの
が通例である。このような従来技術の方法におい
て、通常は、そのような繊維は５〜10cmの平均繊
維長でもある。従来技術の布地の概説に論じたよ
うに、そのような繊維から形成されたウエブは非
常に低い強度しかもたない。そのようなウエブの
引張強度は、主に、繊維がウエブ形成コンベヤー
に堆積されると同時に繊維間で生じる接合に依存
している。溶融噴射技術を普通に使用する際に、
繊維が完全に固体でない状態で形成コンベヤーに
堆積するので、ある程度の繊維間の表面接合が生
じる。次いで、それらの半溶融表面は交錯点で一
緒に融合しうる。この接合形成は時に自己接合と
言われる。自己接合の程度が高いほど、ウエブの
一体性が高くなる。しかしながら、熱可塑性繊維
の自己接合が過度に高い場合、ウエブが堅くて、
ざらざらし、かつ全くもろいものになる。さら
に、そのような未エンボスウエブの強度は医療用
布地のような実用的用途に適さない。これらのウ
エブ加熱接合は強度を一般に改善するが、上述し
たように、かなりの量の他の種類の繊維、バイン
ダー等の補強材を導入することなしに、特に、引
張及び引裂強度が重要である手術着、スクラツプ
スーツ及びドレープとして使用するために高に強
度をもつた溶融噴射式微細繊維布地を製造するこ
とは、これまで不可能であつた。 本発明の布地のウエブを形成する際に、従来技
術の繊維より長い繊維が製造される。繊維の長さ
を長方形のワイヤー型を用いて測定した。これら
の型は５cmづつ長くなる５〜50cmの範囲のスパン
距離を有していた。両面接着テープ片を、繊維流
から繊維を集めるための接着部を設けるためにワ
イヤーに付着させた。繊維の長さを、流れの方向
に垂直に、かつ溶融噴射ダイの位置より形成コン
ベヤーの位置に近い距離で各ワイヤー型を繊維流
中にまず迅速に通過させることによつて測定し
た。次いで、平均繊維長を連続スパン距離の各ワ
イヤー型に掛かるそれぞれの繊維数に基づいて概
算した。本発明者は、大部分の繊維が10cmより長
く、その結果平均繊維長が少なくとも10cm、好ま
しくは20cmより長い場合、それから形成されるウ
エブが医療用布地の他の所望の特性を保持しなが
ら、類をみない強度をもつたエンボス布地となり
得ることを見出した。平均繊維長が25〜50cmの範
囲にある場合、非常に望ましい特性をもつた布地
が製造される。液の浸透に耐える微細繊維の潜在
力を保持するためには、繊維の直径を細く維持す
ることが必要である。高い溌水性を引出すために
は、本発明の布地の平均繊維径を７ミクロン以下
にする必要がある。少なくとも80％の繊維が７ミ
クロン以下の直径を有すべきである。好ましく
は、少なくとも90％の繊維が７ミクロン以下の直
径を有すべきである。繊維径の分布の狭いこと
が、本発明の特性の類をみない平衡を達成する可
能性を大きくする。。７ミクロンより太い平均繊
維径の布地を製造して、高い強度を得ることがで
きるが、そのような布地は最終的な溌水性が弱め
られるので、大きな溌水性を有する低重量の布地
を製造することが不可能になるであろう。 本発明者は、溶融噴射法繊維ウエブが、自己接
合が非常に少なく、ウエブがほとんど又全く一体
性を有さないように形成された場合、これらのウ
エブを加熱エンボスして得た布地が高い初期強度
を有するウエブから成る布地より非常に強く、か
つ良好な美的特性を有することをさらに見出し
た。即ち、上記の繊維径を有する最も弱い未エン
ボスウエブが最も強いエンボス布地を形成する。
初期の繊維間接合の程度が高いほど、得られた布
地は堅く、かつもろくなり、劣つたグラブ及び引
張強度を有するようになる。自己接合の割合が減
少すると、加熱エンボスした後に、得られる布地
は良好な強度をもつようになるばかりでなく、柔
軟で、かつドレープ性のあるものになる。ウエブ
の一体性の程度が比較的低いので、2.54cm幅の試
料及び少なくとも試料と同じ2.54cmのつかみ面を
用いるストリツプ引張強度測定法
（ASTMD1117）によつて未エンボスウエブの強
度を測定するのが有利である。従来技術の溶融噴
射法布地において、自己接合ウエブの長手方向
（MD）ストリツプ引張強度は最終的に接合され
た布地のストリツプ引張強度の30％より一般に高
く、たびたび70％以上になる。即ち、エンボス布
地の強度に対する自己接合の潜在的貢献度は非常
に高い。本発明において、自己接合の強度に対す
る貢献度は最終的に接合された布地のストリツプ
引張強度の30％より低く、好ましくは10％未満で
ある。 例えば、従来技術の条件で製造された約50g／
m²の坪量を有するナイロン６溶融噴射法ウエブ
は、10〜20Nの長手方向ストリツプ引張強度を有
うる。本発明の布地において、本発明の特長を十
分に引出すには、未エンボスウエブのストリツプ
引張強度を10N以下、好ましくは5N以下に保持
することが必要である。言い換えれば、初期繊維
間接合の程度が低くなるように長い繊維を製造
し、かつ集積する場合、個々の繊維がより強くな
るので、繊維自体の固有の強度を大いに利用する
ことができる。 個々の微細繊維の強度の正確な測定をなしうる
ことは困難であり、かつ根気のいるものである。
しかしながら、繊維の強度を示す良好なデータ
は、零スパンストリツプ引張試験法を用いること
によつて得られる。通常のストリツプ引張試験に
おいては、ロードセルが約7.6cm離れてセツトさ
れる。このスパン距離で、未エンボスウエブに対
して長手方向にわずかな荷重を付加すると、繊維
が実際に切断されるのではなく、一本一本の繊維
がずれてウエブが崩壊させることがある。個々の
強度が自己接合力より非常に強い場合に、このこ
とが特に当てはまる。それは、ウエブの一体性が
主に繊維間接合、即ち自己接合に、かつおそらく
一部は繊維の長さ及びそれらのからみ合い程度に
よるからである。スパン距離が減少すると、繊維
の移動する機会が非常に少なくなるので、零スパ
ン距離に接近した非常に短い距離においては、繊
維の長さ及び繊維間の移動は測定された値のフア
クターではない。従つて、得られた強度は個々の
繊維の強度及び布地の最終強度を示す良好なデー
タである。 第５図に上記の原理を説明し、かつ個々の繊維
の高い強度及び未エンボスウエブの低い度合の繊
維間接合を達成することの利点を示している。こ
のグラフは、その一方「Ａ」が通常の溶融噴射法
の代表的な特性をもつて製造され、他方「Ｂ」が
本発明の条件下及び代表的な特性をもつて製造さ
れたほぼ同じ坪量の二枚のナイロン６溶融噴射法
ウエブの切断強度（ストリツプ引張強度）とスパ
ン距離との関係を示している。通常のストリツプ
引張強度試験は、ＡがＢより300％以上（11.1N
対3.5N）強いことを示している。零スパン距離
において、強度は交差し、「Ｂ」の引張強度が
「Ａ」より約93％（35N対18.1）大きい。これは、
本発明のウエブの個々の繊維が従来技術のウエブ
の個々の繊維より強いことを示す。第６図は、エ
ンボス布地「Ｂ」の強度がエンボス布地「Ａ」の
強度より大きいことを実証するさらに別の一例と
なる。通常のストリツプ引張強度試験用距離
（7.6cm）において、「Ｂ」の強度は「Ａ」の強度
のほぼ200％（30.5N対15.8N）である。「Ａ」及
び「Ｂ」の製造方法は実施例１で説明する。本発
明の布地の長手方向（M.D.）の零スパンストリ
ツプ引張強度対坪量比は0.4N・m²／ｇより大き
く、好ましくは0.5N・m²／ｇより大きい。布地
用途として、非常に大きな強度が必要な場合、零
スパンストリツプ引張強度対坪量比は1.0N・
m²／ｇより大きくあるべきである。 概して、従来技術の通常の溶融噴射法ウエブと
対照して、本発明の布地のウエブは長い平均繊維
長、低い度合の繊維間結合及びより強い個々の繊
維を特徴とする。これらの特質は比較的狭い分布
範囲で繊維径を細く維持しながら達成され、高い
耐浸透性を与える。高い美的特性も得られる。 本発明の所望のウエブ特質の布地を製造する方
法は、重要な操作可変要因の制御及び所望の繊
維、ウエブ及び布地特性を得るためのそれらの相
互作用に基づいている。これらの操作可変要因に
は、押出し温度、一次空気流及びその温度、二次
空気流並びに形成距離がある。本発明の布地のさ
まざまな特性を生じうるこれらの要因が色々に組
合せできるので、重要な所望のウエブ特性に及ぼ
すこれらの可変要因の影響を次に概略説明する。 上述したように、強い溶融噴射法布地を得るた
めには、個々の繊維自体が良好な強度を保持すべ
きである。通常の溶融噴射法において、押出機及
びダイ中の樹脂は、重合体の流れを改良し、かつ
「シヨツト」の形成を避けるために、重合体を広
範囲に崩壊するのに十分高い温度に保持されるべ
きであると一般に言われている。シヨツトは、
0.3mmより大きい直径を有する非繊維状重合体の
塊であると定義される。代表的に、ダイ溶融温
度、即ち、ダイにおける重合体の溶融温度は樹脂
の溶融温度より約100℃高い温度である。しかし
ながら、重合体の過度の崩壊は大きな強度を有す
る個々の繊維を形成する可能性を減少する。本出
願人は、ダイ溶融温度が、例えば、従来技術の方
法で推奨されている温度より穫して10〜35℃低い
温度に保持できるならば、個々の繊維強度が非常
に高められることを確かめた。一般に、本発明の
方法において、ダイ溶融温度は重合体の融点より
約75℃以上高くない温度である。具体的な最適温
度は、押出される重合体に依存するのは明らかで
ある。一般に、崩壊の程度は、シヨツトを形成す
ることなしに、できる限り低く保たれねばならな
い。溶融噴射ダイを適当に設計し、かつ形成用空
気対繊維比を制御することによつて、シヨツトの
形成を避け又はかなり低くすることができる。 個々の繊維の強度は、押出された繊維が空気流
によつて微細化される時になされる分子配向の程
度にも依存する。従つて、微細化速度及び繊維の
冷却の速度が重要である。一次空気の速度及び温
度並びに二次空気の速度及び温度は任意の重合体
に最適な繊維強度、即ち零スパン強度を与えるよ
うに調整されねばならない。本明の方法に使用さ
れる高速二次空気は、繊維が微細化される時間及
び距離を増すのに役立つ。二次空気の冷却効果
が、繊維をスクリーン上に集積する時に、繊維の
分子配向が繊維の減速に際して過度に緩和されな
い可能性を強める。 得られる繊維の長さも、一次及び二次空気の速
度、重合体の崩壊の程度及び中でもとりわけ空気
流の均一性によつて影響される。本発明の布地の
ウエブを形成するにあたり、空気及び繊維の大規
模な乱流、渦、ストリーク（streaks）及び他の
流れ不整を避けて空気及び繊維の流れの均一性を
高度に維持することが非常に重要である。良好な
一次空気流の均一性は、ダイの充気室及びノズル
の設計に際し、標準の空気力学的設計指針に準拠
することによつて達成することができる。通常の
溶融噴射法において、一次空気速度が速く、かつ
繊維の直径が細くなると、繊維は大規模な乱流に
よつて非常に容易に切断される。高度に均一性を
維持することによつて、繊維の切断が最少限に抑
えられて、最適な長さの繊維が獲得できる。高速
二次空気を導入することも、繊維を冷却し、かつ
繊維の分子配向を保持することによつて空気／繊
維流を制御するのに役立ち、その結果、不規則な
空気流によつて引起こされる切断の危険性を大い
に防止して、強い繊維が製造される。 低いストリツプ引張強度を有するウエブとして
形成用コンベヤー上に繊維を堆積するために、形
成空気及び形成距離が明らかに重要である。本発
明の方法において、形成距離は一般に20〜50cmで
ある。まず、ウエブに最小限の繊維間接合をもた
らすために、繊維は表面に粘着性を有しない比較
的固形の状態で形成コンベヤーに到着せねばなら
ない。固形化する時間を繊維に与えるために、ダ
イからさらに離れて形成コンベヤーをセツトする
こともできるが、過度に長い距離、即ち、50cmよ
り長い距離においては、空気／繊維流の良好な均
一性を維持することが困難であり、かつ「ローピ
ング（roping）」が生じることもある。ローピン
グとは、個々の繊維が空気流中で互いにからみ合
い、太い繊維束を形成する現象を言う。過度のロ
ーピングは、得られる布地の耐液浸透性を低下さ
せ、かつ美的特性も劣化させる。一次空気流の高
度な均一性がローピングなしに良好な繊維の繊細
化及び比較的長い形成距離を達成する機会を高め
る。 一次空気量も重要な要因である。ローピングの
程度をできるだけ低くするために、十分な量の空
気が、空気／繊維流中で個々の繊維を良好に分離
させ続けるために任意の重合体の流速及び形成距
離において、用いられねばならない。 二次空気系の使用もローピングなしに低い程度
に繊維間接合を抑えるのに重要である。上記した
ように、高速二次空気は空気／繊維流の均一性を
改良するのに有効である。従つて、これは望もし
ないローピングを生じさせることなく従来技術の
距離以上に形成距離を移動させる可能性を強め
る。さらに、二次空気は周囲温度、又は所望によ
りそれ以上の温度に保持されるので、短い時間内
に繊維を冷却、固化するのにも役立ち、従つて不
利益になる大きな形成距離を必要としない。二次
空気系を流れの均一性及び冷却並びに繊維の減速
度に影響させるために、その速度は、その流れが
一次空気流によつて完全に消減させられないよう
に十分速い速度であるべきである。本発明の方法
において、30m／秒〜200m／秒またはそれ以上
の二次空気速度が所望の空気流特性を与えるのに
効果的である。 未エンボスウエブの低い繊維間接合度を達成す
るために用いられる種々の手法並びに一次空気及
び二次空気流、温度及び形成距離の組合せがある
のは明らかである。具体的な操作パラメーター
は、用いられる重合体、ダイ及びその空気系の設
計、製造速度並びに所望の製品特性に依存する。 未エンボスウエブ又は未エンボスウエブの積層
体は、このウエブ又はウエブ積層体を、良好な一
体性を必要とする種々の用途に使用される布地に
するために接合されねばならない。加熱接合法を
用いるのが有利であるということが確かめられ
た。超音波又は熱及び圧力を用いる機械式エンボ
スロール装置のいずれもが使用できる。本発明に
おいては、布地の一方の側に彫刻ロール及び他方
の側に中実平滑ロールを用いた点接合用機械式エ
ンボス系を使用するのが好ましい。布地の「ピン
ホール」を避けるために、上下ロール間を0.01mm
の程度の狭いギヤツプで設定するのが望ましいこ
ともわかつた。本発明によつて製造することがで
きる布地の意図する用途のために、全エンボス面
積は、全布地表面の５〜30％の範囲でなくてはな
らず、好ましくは、10〜20％の範囲であるべきで
ある。本発明を説明するために挙げた実施例にお
いて、エンボス面積は18％である。エンボスパタ
ーンはロール表面１cm²当たり31個のダイヤモンド
を有する0.77mmx0.76mmダイヤモンドパターンで
ある。使用される個々のエンボスパターンは重要
でなく、布地表面の５〜30％を接合するいかなる
パターンも使用できる。 高い耐摩耗性を必要とする用途に使用するのに
特に有効な布地を与えるために、化学的バインダ
ーが少量、即ち布地重量の10％未満の量で布地の
表面に適当な手段によつて付与することができ
る。そのようなバインダーの例としては、ダウ・
ケミカル・カンパニー製のエチレン及びアクリル
酸の80／20共重合体である「Primacor4990」が
ある。手術着及びドレープ用のような溌水性を必
要とする用途に対して、本発明の布地はさらに適
当な溌水剤で処理することもできる。弗素系化合
物が溌水性を付与するために通常使用される。 本発明の原理は、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリアミド、ポリエステル又は溶融噴射する
ことができる他のいかなる重合体もしくは重合体
混合物のような市販のいかなる樹脂にも適用され
る。優れた美的特性、コバルト照射による崩壊に
対する低い感受性、各特性の優れた平衡及び操作
の全体的な容易さを獲得するために、ポリアミ
ド、特にナイロン６（ポリカプロラクタム）を使
用するのが特に有利であることがわかつた。 一般に、本発明の布地は14〜85g／m²の坪量を
有している。この布地は、0.8N・m²／ｇより大
きい最小グラブ引張強度対坪量比及び0.04N・
m²／ｇより大きい最小エルメンドルフ引裂強度対
坪量比を有している。高強度が必要な医療用布地
として、本発明の布地は60g／m²以下の坪量を有
し、かつ65Nの最小グラブ引張強度及び6N以上
の最小エルメンドルフ引裂強度を有している。 本発明に従つて製造される繊維、ウエブ又は布
地は、特に注文どおりの特性を有する製品を形成
するために、それらを種々組合せ、かつ異なる特
性を有する他の繊維、ウエブ又は布地と組合せ得
ることが理解される。 本発明をさらに説明するために次に実施例を挙
げるのが、これらは本発明の内容又は範囲を限定
するものではない。 実施例 １ 約50g／m²の坪量を有する３枚の単層溶融噴射
法ナイロンウエブを製造した。布地Ａは従来技術
の方法の代表的な仕様を用い、かつ布地Ｂ及びＣ
は本発明の操作条件並びに代表的な特質の繊維及
びウエブを用いて製造した。次いで、これら３枚
のウエブ全てを、やはり本発明の代表的な設定条
件を用いて全く同一の条件下にエンボス加工し
た。次いで、これらの布地の強度を比較した。

【表】 布地Ｂ及びＣはグラブ引張強度及び引裂強度の
両方で優れた強さを有していた。特に、布地Ｂ及
びＣの引裂強度は、従来技術で予想されるより大
幅に改良された。 実施例 ２ この実施例においては、実施例１で布地Ａに対
して詳述したのと同一の操作法に基づいて製造し
た布地と比較して、本発明の布地の構造特性を例
示するために、本発明の布地を製造する方法のパ
ラメータをいろいろ変更して用いた。 布地は全て約50g／m²の坪量を有する単層ナイ
ロン６ウエブを用いて製造した。 布地Ａを実施例１（布地Ａ）で例示した条件下
で製造した。布地Ｄ〜Ｈ全てを本発明の代表的な
条件、即ち種々の組合せの一次空気量及び速度並
びに二次空気速度を用いて低いダイ融解温度
（264〜280℃）及び高速二次空気下に製造した。
次いで、各布地の強度特性を比較した。

【表】 本明細書中で説明した条件を用いて製造した布
地は全て、布地Ａと比べて繊維の長さが長いばか
りでなく、より大きな強度も有している。 実施例 ３ 単層ナイロン６微細繊維ウエブを、エンボス布
地の強度特性に及ぼす未エンボスウエブの低い度
合の初期繊維間接合の効果を説明するために異な
る二条件下に形成した。本実施例において布地Ａ
は、従来技術の溶融噴射法ウエブ構造を示す実施
例１の布地Ａと同じウエブ及び布地である。布地
Ｂは実施例１の布地Ｂと同じである。これら２枚
のウエブは同様に約50g／m²の坪量を有してい
た。これらウエブの零スパン強度のグラフを第５
図に示す。

【表】 非常に低い初期ストリツプ引裂強度を有する布
地Ｂのウエブは、エンボスした後に優れた強度及
び美的特性を有する布地を驚くべきことに生じ
た。 実施例 ４ 溶融噴射法布地の強度に及ぼす温度の効果を説
明するために、２枚の単層ナイロンウエブを温度
以外は全く同一の条件を用いて製造した。即ち、
布地「Ｋ」のウエブにおけるダイの融解温度は布
地「Ｊ」における温度より20℃低かつた。これら
のウエブも全布地表面の18％のエンボス面積を有
する同一の条件下にエンボスした。

【表】 明らかなように、重合体の崩壊が標準的な慣行
におけるより低い程度に抑えられるので、低い温
度が布地の強度を高める。固有粘度値が、布地Ｆ
における重合体の崩壊の程度が低いことを裏ずけ
ている。固有粘度は90％ギ酸を用いて20℃で測定
した。 実施例 ５ 溶融噴射法ポリプロピレンウエブを、通常の構
造特性を有するウエブを得るために従来技術にお
いて述べた代表的な条件を用いてまず製造した。
次いで、本発明の原理を用いてウエブを製造し
た。これら二枚の異なるウエブを組合せて一体に
したものも製造した。これらのウエブ全てを同一
の条件下に加熱エンボスして、布地を製造した。
布地Ｌは従来技術の範囲にある条件下に製造し
た。布地Ｍのウエブは本発明の原理を用いて製造
した。布地Ｎは34g／m²のウエブＭの層を13.5g／
m²のウエブＬ層に積層することによつて製造し
た。布地は米国特許第4041203号の実施例１に記
載された従来技術の加熱エンボスポリプロピレン
溶融噴射法ウエブの特性を例示したものである。
布地Ｐは高速二次空気を用いる以外は布地Ｌと同
じ条件下に製造した。

【表】 従来技術の方法で得られた値をはるかに越えて
いる布地Ｍ及びＮによつて示された引裂強度の改
良が特に印象的である。 本実施例は、種々組合せた異なるウエブが積層
され、種々の布地特性を生じさせることができる
ことも示している。 実施例 ６ 上記に述べたように、衣類及びドレープとして
の用途に関し、良好な布地の規格かは全く厳格で
ある。通常、エンボス布地を製造した後、その使
用に際し遭遇する通常の液体による浸透に耐える
ように、布地を溌水性にするためにさらに処理せ
ねばならない。通常、弗素系仕上剤が溌水性を付
与するために使用される。 例示として、単層ナイロン６ウエブを次の条件
下に製造した。 ダイ融解温度 267℃ 一次空気温度 289℃ 一次空気速度 227m／秒 重合体流量 1.7g／分／cm 集積距離 27cm ダイのエアギヤツプ 1.14mm ダイの負セツトバツク 1.02mm 二次空気速度 30m／秒 坪量は約49g／m²であつた。この布地に弗化物
溶液（スコツチガード）を5g／m²の割合で噴霧
し、乾燥させた。次いで、この布地の重要な特長
である特性を医療用布地として実際に使用され、
また市販されている他の布地の特性と比較した。
本実施例において、布地１は本発明の布地を示
し、布地２はポリエステルステープル繊維をパル
プ繊維と水力学的にからみ合わせることによつて
製造される。これはデラウエア州、ウイルミント
のイー・アイ・デユポン・デ・ネモアス・アン
ド・カンパニーによつて製造され、「Sontara」
（商標）の名で市販されている。これは医療用布
地として広く用いられている。布地３は溶融噴射
法ポリプロピレンウエブ層の両側に連続繊維（ス
パンボンド）ポリプロピレンウエブ層を加熱エン
ボス−積層することによつて製造される。この布
地はウイスコンシ州、ニーナのキンバリー・クラ
ーク・コーポレーシヨンによつて製造され、
「Spunguard」（商標）の名で医療用布地として実
際に使用されている。布地４は「Assure III」の
名でシー・エツチ・デクスター・コーポレーシヨ
ン（C.H.Dexter Corp.）から市販されている木
材パルプ／ポリエステル混合不織布の一例であ
る。布地５はスパンボンドナイロン芯層のまわり
に二薄層を積層して成る三成分積層体である。こ
の布地は医療用布地として使用されており、
「Boundary−Fabric III」の名で市販されてい
る。布地６はスクリム芯体の両側に薄い外層を有
する積層構造体の他の例である。この布地はキン
バリー・クラーク・コーポレーシヨンによつて製
造され、「Regard」の名で商標登録されている。
これは医療用布地として一般に使用されてきた。
布地７は「Tyvek」の商品名でイー・アイ・デ
ユポン社によつて製造された低いデニールの加熱
エンボスしたポリエチレンスパンボンド布地であ
る。これは医療用布地として市販され、使用され
てきた。

【表】 理想の医療用布地は高い静水頭値、大きな強
度、高い通気度、ドレープとして使用する際に
「もろく」ないように大きな嵩を有して低い坪量
（特に、衣類用）及び低いクシツクドレープ率を
有するのはもちろんであろう。生来の限界故、上
記表に示すように、大部分の布地は他の重要な特
性をかなり犠牲にしてやつと一つの所望の特性を
獲得する。上記表に示した特性を比較し易くする
ために、かつ各布地によつて達成された特性の平
衡度を評価するために、各特性に関し、最も高い
値を有する布地の値を１と定めうるように、各特
性の絶対値を規準化することができる。そこで、
他の布地は全て最も高い値の比として各特性が示
される。規準化した値を次表に示す。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は溶融噴射法を実施するための装置の等
角投影図である。第２図はダイ及び二次空気供給
装置の配置断面図である。第３図は負のセツトバ
ツクを示す押出機ダイの要部を示す部分断面図で
ある。第４図は正のセツトバツクを示す押出機ダ
イの要部を示す部分断面図である。第５図は未エ
ンボスウエブの二試料のストリツプ引張強度に及
ぼすつかみ距離の影響を比較するグラフ図であ
る。第６図は、第５図のウエブを加熱エンボスに
よつて点接合した布地に対する以外は第５図と同
様のグラフ図である。 １１……押出機、１３……ダイ、１４……一次
空気供給路、１５……二次空気供給路、１６……
デイストリビユーター、１７……オリフイス、２
２……ウエブ形成コンベヤー、２６……ウエブ、
２７……開口、２８……そらせ板、３２，３３…
…一次空気スロツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非補強型溶融噴射法微細繊維からなるエンボ
   スされた不織布であつて、前記繊維の平均繊維長
   が10cmより長く、前記繊維の平均直径が７ミクロ
   ン以下であり、かつ前記不織布が0.8ニユートン
   （Ｎ）・m²／ｇより大きい最小グラブ引張強度対坪
   量比、および0.04N・m²／ｇより大きい最小エル
   メンドルフ引裂強度対坪量比を有し、かつ前記不
   織布の全エンボス面積が不織布表面の５〜30％の
   範囲であること、からなる不織布。 ２ 前記坪量が14g／m²〜85g／m²の範囲にある
   特許請求の範囲第１項記載の不織布。 ３ 前記坪量が60g／m²以下であり、前記最小グ
   ラブ引張強度が65N以上であり、かつ前記最小エ
   ルメンドルフ引裂強度が6N以上である特許請求
   の範囲第１項記載の不織布。 ４ 前記繊維の平均繊維長が20cmより長い特許請
   求の範囲第１項記載の不織布。 ５ 微細繊維ウエブからなり、前記繊維の少なく
   とも80％が７ミクロン以下の直径を有し、前記繊
   維の自己接合に基づくストリツプ引張強度が前記
   不織布のストリツプ引張強度の30％以下である請
   求項１記載の不織布。 ６ 前記ウエブ繊維の平均繊維長が10cmより長い
   特許請求の範囲第５項記載の不織布。 ７ 前記ウエブ繊維の平均繊維長が少なくとも20
   cmである特許請求の範囲第５項記載の不織布。 ８ 少なくとも90％の繊維が７ミクロン以下の直
   径を有する特許請求の範囲第５項記載の不織布。 ９ 前記布地の坪量が14〜85g／m²である特許請
   求の範囲第５項記載の不織布。 １０ 非補強型溶融噴射法微細繊維からなるエン
   ボスされた不織布であつて、前記繊維の平均繊維
   長が10cmより長く、前記繊維の平均直径が７ミク
   ロン以下であり、かつ前記不織布が0.8ニユート
   ン（Ｎ）・m²／ｇより大きい最小グラブ引張強度
   対坪量比、および0.04N・m²／ｇより大きい最小
   エルメンドルフ引裂強度対坪量比を有し、かつ前
   記不織布の全エンボス面積が不織布表面の５〜30
   ％の範囲であること、からなる不織布を製造する
   方法であつて、溶融状態の繊維形成熱可塑性重合
   体樹脂が、加熱ゾーンの一列のオリフイスから不
   活性ガス中に押出されて繊維に微細化され、熱的
   に接合されて不織布を形成するウエブを形成する
   ように繊維受けに集められるようになされた方法
   において、分子の崩壊を抑制する範囲で前記重合
   体の溶融温度を維持する段階と、一次空気の流
   速、流量および温度を、少なくとも80％の繊維が
   ７ミクロンもしくはそれ以下の直径と10cmよりも
   長い平均長とを有する繊維を形成するように制御
   する段階と、高度に均一な高速二次空気流を、前
   記繊維を冷却するとともに前記繊維の良好な分離
   状態を維持できる流量で導入する段階と、ウエブ
   をエンボスして不織布にする以前には繊維間接合
   を低い程度に抑えるような形成距離で前記繊維を
   集める段階と、を備えたことを特徴とする方法。 １１ ダイにおける前記重合体の溶融温度が前記
   重合体の溶融温度より75℃以上高くない特許請求
   の範囲第１０項記載の方法。 １２ 前記二次空気の速度が少なくとも30m／秒
   である特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １３ 未エンボスウエブの平均繊維長が20cmより
   長い特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １４ 前記エンボス面積が前記不織布表面の15〜
   25％を占める特許請求の範囲第１０項記載の方
   法。 １５ 前記ウエブの前記繊維の自己接合に基づく
   ストリツプ引張強度が前記不織布のストリツプ引
   張強度の30％以下である特許請求の範囲第１０項
   記載の方法。 １６ 前記ウエブの前記繊維の自己接合に基づく
   ストリツプ引張強度が前記不織布のストリツプ引
   張強度の30％以下である特許請求の範囲第１５項
   記載の方法。