JPH028629B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 形態順応性のシート材料の製造方法におい
て、 (a) 全体に亘つて分散した再湿潤性のバインダー
によつて相互に結合された、ランダムにインタ
ーレースされた繊維の不織ウエツブから成る第
１層を形成し、 (b) ランダムにインターレースされた繊維の不織
ウエツブからなる少なくとも一つの付加的な層
を前記第１層の上に直接施し、 (c) 再湿潤性のバインダーを前記の付加的な層の
全体に亘つて分散させることにより、該バイン
ダーが、前記の付加的な層のインターレースさ
れた繊維を相互に結合させると共に、前記の第
１層の繊維に結合させ、そして (d) 該シートを乾燥することにより、該バインダ
ーから溶剤を除去する、 諸工程からなり、それにより、得られたシート材
料の前記各層がそれらの共通表面において容易に
分離することのないようにすることを特徴とする
方法。 ２ 前記の乾燥工程(d)が終わつた後、前記の層を
コンパクト化する工程をさらに含む特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 ３ 前記の層を約0.006〜0.015インチの厚さにコ
ンパクト化する特許請求の範囲第２項に記載の方
法。 明細書 本発明は、形態順応性のシート材料の製造方法
に関し、より詳細には改良された引裂き、引張り
及び伸び特性を示す、複数の層で構成されたシー
ト材料の製造法に関する。 感圧接着剤で被覆された、木綿のような織布の
芯（backing）を含む布テープは、医学及び電気
工学の分野で広く利用されてきた。医学の分野に
おいては、治療及び監視を目的として、かさばる
医療用介護材料または医療器具を患者の身体に機
械的に保持するために、布テープが利用される。
電気工学の分野では、電線または電気部品の群を
隔離または絶縁するために布テープが利用され
る。引張り特性及び伸び特性に基づき、布テープ
は、多くの場合に不織芯を有するテープよりも好
ましく、上記の特性の故に、テープに対して実質
上余計に圧力を加えても延伸（stretching）が起
きないですむ。さらに布テープは、通常一つまた
は別の織目の線に沿い、または直角に、一直線に
引裂くことができるという利点も有する。この特
徴は、鋏その他の裁断器具が手許にないような
時、特に看護職員にとつて望ましい。 医療用の場合にあつて、テープが長時間使われ
るとか、または多少の美観が所望されるような時
には、「シルク」テープとして知られる布テープ
が利用される。一般に「シルク」テープは、どち
らかというと複雑な織目模様を有するアセテート
系タフタ布の芯を有し、そのため外観が美しくな
ると同時に、ほつれるのが防止される。シルクテ
ープは、他の布テープと同じような引張り及び引
裂き特性を示すが、価格が実質的に高くなる。こ
れらの高価なシルクテープは、電気工学の分野に
おいて多くの独創的な装置の製造業者がこれを用
いている。織られた綿の芯を有する布テープより
も、シルクテープは銅の腐食抵抗性を高めること
が認められたのである。 本発明以前においても、不織ウエツブで構成さ
れたテープ芯は知られていた。例えば、米国特許
第3121021号には、呼吸ができる外科用接着テー
プが記載されており、該テープは、インターフエ
イスされた（interfaced）ステープル レーヨン
布繊維のコンパクトされた不織紗からなる単一層
の芯で形成するのが望ましく、上記単一層は、
個々の繊維を被覆し、かつ、それらの交点におい
て各繊維を一緒に結合させる水−不溶性のゴム状
の繊維結着サイジング剤による含浸処理によつて
一体化されている。このようなテープは、ある程
度は布テープの特性を示すが、布テープに較べて
モジユラス（引張り強度と伸び特性とを組合わせ
たもの）が劣り、ロールから指で引裂く時に力が
余計に必要とされる。 驚くべきことに、少なくとも２層の不織布から
なるテープ芯であつて、テープに形成した際に、
同じ材料で作つた従来技術による同じ厚さのテー
プよりもはるかにすぐれた弾性モジユラスを有す
る芯が本発明者によつて発見された。このすぐれ
たモジユラスに起因し、本テープは、使用に際し
て一段と高い初期応力負荷を施しても延伸を生じ
ない。そのうえ、本発明によるテープが、実質的
に低減された価格でもつてシルクテープと同じ外
観を有するように製造できること、及び布テープ
の場合と同じような力でロールからテープ片を引
裂くことが可能であることが意外にも発見された
のである。上記のごとく、本発明によるテープ
は、廉価な不織芯を用いて、織物芯を有する布テ
ープの望ましい感触及び外観、ならびに布テープ
の強度及び引裂き特性を持たせることができる。 若干の方法で積層処理した不織ウエツブの多く
の例を従来技術に見られる。一般には、この種の
積層物は、不織ウエツブを異なる材料の層に接着
させ、各材料の有利な性状を発揮する積層物にす
ることを特徴としている。米国特許第3952124号
には、２種の同じではあるが、均質ではない不織
ウエツブを原料にした二層式積層物が記載されて
いる。それぞれのウエツブは、その厚さを横切つ
て長い繊維と短い繊維との分布に勾配がある。こ
れらのウエツブは、一方のウエツブの短繊維表面
と、他方のウエツブの短繊維表面とが接触するよ
うに接着され、それにより、上面及び下面が短繊
維よりも長繊維に富んだ積層物が形成される。米
国特許第3956048号には、２種の不織ウエツブか
らなる積層物が開示されており、該積層物におい
ては、一方の層の繊維が他層の繊維に対して垂直
方向に配向されている。 本発明以前においては、均質で実質的に同じ不
織ウエツブを、本明細書に記載する方法で一緒に
積層することにより、同じような厚さの単一層式
不織ウエツブに較べて著るしく改良された性状を
有するシート材料を得ることは知られていなかつ
た。 本発明は、形態順応性のシート材料の製造方法
に関するものであり、該方法は、 (a) 全体に亘つて分散した再湿潤性のバインダー
によつて相互に結合された、ランダムにインタ
ーレースされた繊維の不織ウエツブから成る第
１層を形成し、 (b) ランダムにインターレースされた繊維の不織
ウエツブからなる少なくとも一つの付加的な層
を前記第１層の上に直接施し、 (c) 再湿潤性のバインダーを前記の付加的な層の
全体に亘つて分散させることにより、該バイン
ダーが、前記の付加的な層のインターレースさ
れた繊維を相互に結合させると共に、前記の第
１層の繊維に結合させ、そして (d) 該シートを乾燥することにより、該バインダ
ーから溶剤を除去する。 諸工程からなり、それにより、得られたシート材
料の前記各層がそれらの共通表面において容易に
分離することのないようにすることを特徴とす
る。 本発明により、感圧接着剤の層をその上に有す
る形態順応性（conformable）のシート材料から
なる感圧テープが提供される。該シート材料は、
(1)万べんなく分散したバインダーにより互に結合
された、ランダムにインターレースされた
（interlaced）繊維の不織ウエツブである第１層
と、(2)第１層の上に形成された少なくとも１個の
付加的な層とで構成され、それにより、付加的な
層内に分散したバインダーによつて、付加層のイ
ンターレースされた繊維が相互に、かつ、第１層
の繊維と結合される。このような製造プロセスの
結果として、これらの層がその共通面を横切つて
容易に分離されるようなことはない。 添付の図面を参照することにより、本発明はさ
らによく理解されると思う。 第１図は、本発明のシート材料の製造法を示す
略図であり、そして 第２図は、本発明のシート材料の端面図であ
る。 第１図に示すとおり、シート材料１０は、常法
によるウエツプ製造マシン１３及びコンデンサ１
４によりコンベアベルト１２の上で空気の作用で
ランダムにインターレースされた繊維によるウエ
ツブの第１層１１を形成することによつて製造さ
れる。ランダムにインターレースされた繊維は、
次いでスキージングロールアプリケータ１６の間
を通過し、槽１５からの液状バインダーがウエツ
ブのマトリツクスに万べんなく分散される。バイ
ンダー−含有ウエツブは、コンベアシステム１７
を経て乾燥オーブン１８に通され、そこでバイン
ダーの溶剤が除去され、そこから第２ウエツブ形
成装置２０の下方に達する。第２ウエツブ形成装
置においては、ランダムにインターレースされた
繊維による付加的なウエツブ２２が、コンデンサ
コンベアシステム２３の上で形成され、第１層１
１の上面に送られて複合ウエツブを形成する。次
にこの複合ウエツブは、複合ウエツブのマトリツ
クスにバインダーを万べんなく分散させる第２バ
インダーアプリケーター２４の間を通され、そし
てそこから乾燥オーブン２６に送られ、バインダ
ー溶剤の除去及びバインダーの架橋が促進され
る。乾燥した複合ウエツブは、コンベア２７を経
て熱ローラー３０に移送され、そこでウエツブは
有用な厚さのものにコンパクト化され、所望によ
つてはエンボス処理を受けて装飾的なきめ
（texture）をもつ。エンボス処理され、そしてコ
ンパクト化された複合ウエツブ１０は、その後巻
上げられてストツクロール３２を形成する。 第２図に示すとおり、第１層１１及び第２層２
２は、均質の複合ウエツブ１０を形成し、層１１
及び２２は、それらの界面２９に沿つて容易に分
離するようなことがない。 乾燥オーブン１８及び２６においてウエツブ表
面に熱を施してウエツブを乾燥する場合、溶剤キ
ヤリヤーが蒸発するにつれて、バインダー溶液が
熱源の方に移行することが起こりやすい。唯一の
乾燥手段として、表面加熱にのみ頼つていると、
バインダーの移行が原因となつて、複合ウエツブ
の内部における強度に悪影響の及ぶ可能性があ
る。従つて、例えば対流によつてウエツブの内部
に熱を運ぶような強い熱空気流によつて加熱する
など、ウエツブの内部でも熱を利用できる方法に
よつて乾燥プロセスの一部を実施するのが望まし
い。 前掲の具体例において、ウエツブ１１及び２２
は、ニユーヨーク州マセドンのランド・マシン社
（Rando Machine Ccrp.）によつて製造される市
販のランド ウエツブ マシンを用いて形成され
る。当業者であれば、繊維配向度の異なるウエツ
ブが所望ならば、他の機械を利用できることが明
らかであろう。例えば、もしも機械方向における
配向度を高めたいならば、ペンシルバニア州フイ
ラデルフイアのプロクトル−シユバルツ
（Proctor−Schwartz）製のガーネツト・マシン
が本発明に有用であろう。当業界で公知のとお
り、種々のローラー及びコンベヤーによつてウエ
ツブに与えられる張力が、さらにウエツブ内部の
繊維配向度に影響を及ぼす。 ウエツブは、きわめて多種の繊維組成物で構成
することができ、それらの例としては、ステープ
ル繊維、例えばレーヨン、ポリエステル、木綿、
ウール、リネン、アクリル繊維、ポリアミドがあ
り、それらは単独またはブレンドとして用いられ
る。また、ウエツブは、ステープル繊維と共にバ
インダー繊維を含むことができる。ステープル繊
維対バインダー繊維の割合は、テープの用途によ
つて変える。一般的には、バインダー繊維の含量
が増加すると、一段とコンパクト化され、密度が
高く、こわばつた芯が得られる。用いる繊維の長
さは、入手しうる装置のタイプによつて影響され
るものであつて、本発明にとつて臨界的要素とは
ならない。一般的には、約5/8〜２インチの長さ
の繊維が用いられる。好ましい繊維は、1.5イン
チ1.8デニールのポリエステル系ステープル繊維
である商標フオートレル（Fortrel ）310型85重
量％と、1.5インチ3.0デニールのポリエステル系
バインダー繊維である商標フオートレル450型15
重量％とをブレンドしたものである。これらの両
繊維は、共にノースカロライナ州シヤーロツトの
セラニーズ社（Celanese Corporation）から入
手できる。 感圧テープの芯を形成するシート材料の厚さ
は、所望用途によつておおいに変わる。ウエツブ
１１及び２２は、それぞれその厚さが約0.0015〜
約0.012インチ（0.0381〜約0.305mm）であるのが
望ましい。芯の最終的な厚さは、製布プロセスの
ロール、すなわち、カレンダー・ロール、エンボ
ス処理ロール等で用いられる圧力の関数である。
医療テープとして用いるには、芯の最終的な厚さ
が約0.006〜0.015インチ（0.152〜約0.381mm）で
あるのが望ましい。以下の実施例において詳しく
説明するとおり、本発明の生成物であるウエツブ
を用いると、同じような厚さの単一層式ウエツブ
または積層物で構成される従来技法の芯よりも、
すぐれた引張り特性及び伸び特性を示す芯が得ら
れる。 アプリケーター１６及び２４を介して、種々の
バインダー溶液をウエツブに塗布することができ
る。シート材料を構成するのに脱脂及び非脱脂繊
維が用いられる関係上、選択された繊維に対する
親和性をバインダー１９はもたなくてはならな
い。有用なバインダーの例には、再湿潤性
（rewettable）であり、しかも架橋された形に加
工できるアクリル樹脂、ビニルアクリル樹脂、ア
セテート／エチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエス
テルが包含される。好ましいバインダーは、ニユ
ージヤーシー州ブリツジ ウオーターのナシヨナ
ル・スターチ社（National Starch Company）
から「ナクリリツク（Nacrylic）X4460」の商品
名で販売されるアクリル系エマルジヨンである。
この好ましいバインダーの特徴とするところは、
製造の過程において層から層へと自動的に湿潤で
きる点にある。例えば、第２層を施す際、すでに
第１層に含まれている乾燥バインダーをこのバイ
ンダーエマルジヨンは湿潤させることができる。
その結果、第２層は、布の繊維すべてを一緒に結
合させるのと同一の繊維−バインダー−繊維結合
によつて第１層に結着される。従つて、層を離層
させやすくするような結合タイプの不連続性が見
られない。このことは、複合体が非均質であり、
繊維対繊維結合における不連続性が積層面の全面
に存在する従来技術の積層物と特に異なる点であ
る。 第１図に示すとおり、バインダーエマルシヨン
を含む槽の中に、下側ロールの下面を漬けること
により、バインダーをロールに施すことができ
る。別法として、アプリケーター２４で示すよう
に、上側ロールによつて塗布することもできる。
また、当業界で広く知られているスプレーまたは
フオーム被覆技法を用いてバインダーを塗布する
こともできる。便宜上、上記の塗布方法を用い
て、進行ウエツブに対する過剰のバインダーエマ
ルシヨンを用いてもよい。物理的に可能な限りの
液がウエツプに吸収され、余分な液は計量除去
（meter off）される。 プライマー層、低接着力バツクサイズ及び感圧
接着剤層を付加することにより、複合シート材料
１０をさらに加工することができる。これらの層
は、当業界で周知のロール被覆、マイヤーバーそ
の他の方法で施すことができる。医療テープ用と
して好ましい接着剤被覆は、約0.0025インチの乾
燥厚さに被覆されたイソオクチルアクリレート／
アクリル酸（94／６）のコポリマーである。ある
種のテープにあつては、製造プロセスの過程にお
いて、またはロールストツク ウエツプをさらに
加工することにより、殺菌剤その他の活性薬剤を
ウエツプに加えることもできる。また、接着剤層
を被覆した側と反対側のテープの芯の上に、ポリ
エチレンのような水を通さない芯を付加すること
が望ましいテープも若干ある。 この新規な芯の製造に当つて、いくつかの変法
が考えられることは明らかであろう。例えば、不
織ウエツブの製造技術の熟練者にとつて、ウエツ
プ製造装置の操作に伴う変法、そのほかウエツブ
製造装置の選択によるウエツブの厚さ及び密度調
節における変法、ならびに爾後のロール加工、カ
レンダー加工及びエンボス加工工程における変法
のあることが明らかであろう。以下に記載する、
本発明の限定を目的としない実施例を参照するこ
とにより、本発明はさらによく理解されよう。 特に記載のない限り、以下の例中に記載される
芯材料の引張り強度及び伸びは、商標インストロ
ン（INSTRON ）TM−５型引張り試験機〔マ
サチユーセツト州カントンのインストロン社
（Instron Corp.）から販売されたもの〕を用い、
ASTM試験法Ｄ−1117に従つて測定した。また、
この装置を用いてシート材料の引裂き特性も測定
した。引裂き試験のためには、２個の部材で構成
されたジグを引張り試験機に設備した。このジグ
は、一方の手の親指と人さし指との間に１枚の布
片をつまみ、少し離れて他方の親指と人さし指と
で同じようにそれを保持し、布の面に対して直角
に両手を遠くへ離すことによつてテープを引裂く
動作に見立てて設計されたものであつた。商標イ
ンストロン マシンのジヨー内に置いた時に、マ
シンのクロスヘツドがリトラクト（retract）さ
れた時の引裂き力（引張り、ポンド）をジグで測
定する。このジグを大体説明すると、本体及び本
体に対して約45゜の腕で構成される第１の部材を
有する。ボルト及びナツトによつて、プレートが
取外しできるように本体に付属している。試験材
料（すなわち、シート材料の1″×３ 1/2″片）の
一端をプレートと本体と間に固定する。ジグの第
２の部材は、本体、腕、プレート及び第１の部材
を補足する締めつけ手段を有するが、腕は本体に
対して約90゜をなす。そして試料の他の末端部を
第２部材に固定する。試験に当つては、ジグの２
個の部材の本体を約1/8″離し、布をわずかに引張
られた状態に保つて始動する。次いで、布に対し
て撚糸タイプの引裂き力をおよぼすインストロン
マシンのジヨーによつて、ジグの２個の部材を
引離す。 シート材料の軟度（softners）及びドレープ性
（drape）は、小形試料にあうように修正された
INDA標準試験IST90−75（R77）のリング及びロ
ツド法に従つて測定した。試験装置は、インスト
ロン 引張り試験機の２個のジヨーの間におさま
り、しかも引つぱり離されるように設計された２
個の部材で構成されている。上側部材は、側面開
口ゲージの形態をなし、非中空の底面（solid
floor）の中心には3/4″の孔が開いている。下側
部材は、直径7/16″の取外し可能なキヤツプを有
するロツドである。ケージの孔の中心を通つて、
ロツドを垂直平面内で移動させる。試験の開始時
点において、直径１ 1/8″の円形試験布をロツド
にかぶせ、その中心を通つてつき破り、キヤツプ
でそのままの状態に保持する。孔を通してロツド
を引抜き、試験布がキヤツプのまわりに折重ねら
れた時の力を測定した。 例 １ 12BS型のランド−ウエツブ マシンを用い、
1.5デニール、1.5″のレーヨン繊維〔ニユーヨーク
のアブテクス社（Avtex Inc.）から販売された
もの〕及びウエツブ−形成部門の後方で、乾燥部
門の前方に置かれたコーターロールにより水性エ
マルシヨン（濃度：30％固成分）として施された
アクリル系バインダーであるナクリリツク 4460
（ニユージヤーシー州ブリツジウオーターのナシ
ヨナル・スターチ社から販売されたもの）を原料
に用いて不織布を製造した。従来技法による操作
手順を一貫して採用した。145℃で４分間乾燥し
た後、布の繊維重量は12ポンド／連であり、また
合計重量は25ポンド／連であつた。その厚さは、
製造時点で６ミル、エンボス加工後で5.5ミルで
あつた。引張り強度を調べることにより測定した
繊維配向度（機械方向／横断方向、MD／CD）
は1.6／１であつた。機械方向における引張り強
度は、製造時7.7ポンド／インチ、エンボス加工
後9.3ポンド／インチであつた。1lb、2lb、5lb及
び破壊負荷における伸び（％）は、それぞれ
0.75、2.25、4.0及び19.0であつた。ガーレイ
（Gurley）繊維密度計を用いて測定した気孔度
（ASTM試験法Ｄ−726）は２秒／100mlより低か
つた。機械方向の引裂きは1.5lbであつた。横断
方向引裂き1.0lb。軟度は34ｇであつた。試験方
法は前記のとおりであつた。表にデータを示
す。 例 ２ 例１の布のウエツブを、ランド−ウエツブマシ
ン12BS型のウエツブ形成部門で生じた同じ繊維
組成物のウエツブと結合させた。両方のウエツブ
を積層状態にして、30％ナクリリツク4460 バイ
ンダーエマルシヨンを含む、コーターロールのニ
ツプを通してから、乾燥部門を通過させた。この
新しい布は、表に記載の性質を有していた。 例 ３ 例１の方法を用い、例１における量の約２倍の
1.5デニール、1.5″レーヨン繊維を原料にして不織
布を製造した。例２におけるとほぼ同じ重量を有
する布が作られた。この布の性質を表に示す。 例 ４〜21 表に要約される例４〜21は、例１及び２に記
載した本発明の方法に従い、ランド−ウエツブマ
シンを使つて異なる繊維から製造された本発明の
布を説明するものである。 例 22〜26 例22〜26においては、ランド−ウエツブでなく
ガーネツト・マシンを用いた時に得られる高
MD／CD比のものを示す。これらの高い比率は、
機械方向における繊維の割合が、ランダムな割合
に較べてはるかに多いというガーネツト・マシン
の特徴を如実に物語つている。 例 25〜32 例25〜32は、本発明の不織布製造に異なつたバ
インダーを用いた例である。

【表】

【表】

【表】

【表】 アクリル系バインダー
５ X−4460 ナシヨナルスターチ社
08807ニユージヤー
シー州ブリツジウオーター、フイン

ダー街10
６ BX−3163 ユニオン〓カーバイド社(U
nion Carbide Corp.) 10017ニユーヨー
ク州ニユーヨーク.バーグ街270
７ B−15 ローム〓アンド〓ハース
社(Rohm and Haas Co.) 19105ペン
シルバニア州フイラデルフイア、インデペン

ス〓モール〓ダブリ
ユー
表から、本発明による布（表中の二層式の
例）は、従来技術の方法、すなわち、単一層で同
じ成分の同じ量（実験誤差以内）から製造した布
よりも、著るしくすぐれた強度を示すことがわか
る。天然繊維で製造したものよりも合成繊維で製
造した布の場合に、この現象はさらに顕著であ
る。例１〜29において、このことはすべての合成
繊維についていえることである。木綿の場合（例
えば例７〜９）、実質的な増加のなかつたことが
わかる。このことは、用いたバインダーに起因し
ていると考察される。 例 33 例11の布に対し、No.16（第１図）で示したと同
じロール・アプリケーターを用いて、まず慣用の
低接着力のウレタン系バツクサイズをエンボス加
工面に施した後に風乾した。他の面には、0.0095
インチ（0.24mm）の湿潤塗膜厚さにおいて、標準
裏面ロールコーター使用による直接塗布を行なつ
た後、空気循環オーブン中95℃で４分間乾燥する
ことによつて、感圧接着剤である、イソオクチル
アクリレート（94％）とアクリル酸（６％）との
コポリマーを被覆した。 標準スリツト法により、得られた接着シートを
幅１インチの細長い布切れに細く切り、外科用接
着テープの１インチの試料を得た。 主観による品質とはいえ、本発明による新規な
布の外観は、従来技術による対応する布に較べて
著るしく見ばえがよい。一般に、典型的な単一層
からなる乾式プロセスで得た不織布の外観は、ウ
エツブの横方向の繊維の分布がランダムであるこ
とに起因して多少不均一である。原料繊維を製造
機械（例えば、ランド−ウエツブ マシン）に投
入する前に、完全に分離するように注意を払わな
かつた場合には、小さな凝集塊が生じ、製品にむ
らができる原因となる。充分に注意をしていて
も、特にテープの芯用に適する薄地の不織布の場
合には、初期のまだらになつた外観がしばしば目
で見分けられる。新規な布の特徴とするところ
は、従来技術による布に較べ、きめがはるかにな
めらかであり、しかも均質性においてもまさるこ
とである。