JPS59144665A - 成形された不織布成形品 - 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】 発明の背景 本発明は呼吸濾過性（ｂｒｅａｔｈ　ｆｉｌｔｅｒｉｎ
ｇ）の工業用および医療用マスク（ｆａｃｅ　ｍａｓｋ
）としての使用に特に適する多孔性不織布成形品または
造形品に関する。それはその他のさまざまな多孔性不織
布成形品例えは播種栽植容器やフィルター保有シェルに
も顕著な価値を有する。

不織ウェブを予想した寸法の適度に安定な形状物に造形
または成形することの要望はこの分野でよく知られてい
る。米国特許第２，６０９，５３９号、第５，０６４，
５２９号、第５，５３５．５８５号および第４，１９５
，１１２号、およびカナダ特許第７２８．４６２号参照
。これ等特許は長年の興味および関心事、並びに熱圧の
便用による繊維構造体の造形方法に関する例示である。

ボンデツド布また鉱非ボンデッドウェデのどちらかから
製造された不織布成形品は市場で広く便用されている。

それ等は目的とする用途にとって必要な形状および適す
る性能を比較的低コストで与える。

米国特許第２，６０９，５３９号は、ウェブ材料を型表
面上で形どシ、この材料を結合温度に加熱し、次いでこ
の拐料を冷却し、そして成形品を型から取り出す工程か
らなる。米国特許第３，０６４，５２９号は成形・結合
された製造を冷却工程無しで即座に取り出せる方法に関
するものであるが、これは有効な物品を提供するために
ラテックス結合材によって繊維を被覆して更に相互結合
させる必要があった。米国特許第６，５３５，５８５号
は、米国特許第３，０６４−．３２９号の一般的手順に
よって製造された防球用成形マスクの成形後に繊維全被
覆し゛　そしてその交差点で相互結合させるためにハイ
ポ−アレルギー性ゴム状アクリル東合体紡織繊維サイジ
ングラテックスの水性分散物を含浸せしめることを開示
している。米国特許第４．１９５，１１２号には凝巣性
で柔軟性のサーマルボンデツド不織布を成形する方法が
記載されており１．この方法は型の上でサーマルどンデ
ッド不轍布を造形・プレスし、新らたな又はよシ強いサ
ーマル結合を現出せしめるために加熱し、その形を保持
するためにその布を冷却し、そして造形布を型から収り
出す工程からなる。カナダ特許第７２８，４６２号は、
フィルター膜の繊維が成形後にゴム状の水不溶性の繊維
結合用サイジング剤で被覆されそして一体化されている
ようなフィルタータイプマスクに関する。

発明の概要 本発明は加熱された型の上で非？ンデッド繊維状つエゾ
を成形・プレスすることによって成形品を加熱された型
から即座に取シ出し、そして爾後に結着用重合体樹脂に
よって繊維を被覆し相互結合させること無く、呼吸濾過
性工業用および医療用マスクに特に適する有用な物品全
提供するものである。

呼吸濾過性マスクは呼吸に対する抵抗が小さいこと、顔
の皮膚にとって心地良いこと、非ボンデツド繊維を含有
しないこと、十分な濾過特性を有すること、および水分
や吸息抵抗の影響に耐えるに十分な腰の強さを有するこ
との諸性質を兼備していなければならない。

マスクのような成形布製品の腰の強さく剛軟度）は、直
径１インチの平面プローブを成形品の外側から成形品の
基底に対して垂直なモーションによって成形品中へ１．
２５インチ押し込むために必要な力（ボンド）をもって
測定される。使用した装置は成形品の基底の反覆可能な
空間的位置を付与するために適当なプラットホーム全具
備するように改造されたデジタル・シャチロン（Ｏｈａ
ｔｉｌｊ、ｏｎ）フオーズ・ゲージ付キング（Ｋｌｎｇ
）布剛軟度試験機モデルＧＦＯ１０Ａである。押込連間
は試験反覆性にとって臨界的である。シャチロンプロー
デがそのストロークの中心で１．１６秒〜１．１４秒の
間に２．０インチ間隔を横切るように、フロー制御器と
圧調節器をセットしである。

マスクの圧降下はマスクを介して６２１／分の空気を通
過させる場合の水圧（闘）降下をもって測定される。圧
降下はドヮイヤ（Ｄｗｙｅｒ）モデルＭ　−１７１（０
〜６ｍｍＨ２Ｏ）　マノメーターまたはドヮイヤモデル
４２４　（０〜１５０＋＋ｔｊＨ２０）−ｑ／メーター
のどちらかで測定される。適当なチャックを使用してマ
スク周辺をすき間無く固定して気密シールが達成される
ようにする。圧降下が１５ｍｙｘ以下である成形不織布
マスクは呼吸し易さに関してニーデーの期待を満足する
が、よシ低い圧降下が望ましい。例えば、米国特許第３
．０６４，３２９号に従って製造した商業用マスクは最
小剛軟度０．５５ボンド、最大圧降下２．３　ｍｍ　Ｈ
２Ｏｔ’有すると共に、その他の許容マスクの基準全満
足する。

発明の詳細説明 特に図面を参照することによって明らかなように、カッ
プ状成形マスク１ｏは顔に着用したときに鼻橋を越えて
両目の下を肉類から願の下に及ぶように布と皮庸の間に
心地よい低圧の周縁接触を生じて顔に順応する。マスク
の縁はフレアになっているので密封関係を付与する快的
な鋭角で顔に接触する。マスクは軽い弾性ヘッドバンド
１１によって位置を保たれる。マスクのカップ状成形本
体１２は心地よく尚かつ吸息中にもその彫金維持したま
まつぶれないように十分に堅いがしかし柔軟で且つ弾力
のある薄い多孔性布から構成されている。さらに補剛し
て耐陥没性を増大せしめるために前面を横切る数本の水
平の波形即ちリゾ１３を本体に設けてもよい。−マスク
の上端部にアルミニウムの薄い柔軟性のストリップ１４
が設けられているので、ス）ＩＪッゾ１４を鼻橋の輪郭
にはさむことによって着用者の鼻へのマスクの順応がさ
らに助けられる。鎖線で表わされた顔の輪郭から明らか
なように、マスクは顔面から突き出しておシ、鼻や口や
顛の先端に触れないので、快的な会話および呼吸のため
の十分な顎の動きを可能にする。

本発明の多孔性成形布製品例えばマスクを成形　　シ加
工する場合、下記工程を１更用する。

１、　カーディング（ｃａｒｄｉｎｇ）によって又は普
通のニアレイヤーリング（ａｉｒ　ｌａｙｅｒｉｎｇ）
法によって例えばランド・マシン・コーポレーション（
ＮＹ州マセドン在）から販光されている［ランド・ウニ
ツバ−（Ｒａｎａｏ　Ｗｅｂｂｅｒ）　Ｊマシンを用い
て１種類の繊維または混合繊維からふわふわな乾式繊維
ウェブまたはバット全形成する。１種類の繊維を使用す
る場合には繊維は予め被覆されており、そして、混合繊
維全使用する場合には少なくとも１ａ類の繊維は予め被
覆されている。被覆膜は付随のベース繊維よシも十分に
低い軟化温度を有している。得られた凝集性であるが結
合されてないｃ１トボンデッド）ウェブまたはバットは
繊維が互いの上または下に父錯して機械的力または摩擦
力によって三次元にまとめられているルーズなふわふわ
のウェブ状に絡み合った繊維の集合である。

己、　上記のエアレイド不織ウェブから適当サイズのふ
わふわな乾式シートラ切断し、そして所定輪郭を有する
加熱雄型に合わせる。褥電性電気的加熱によって加熱さ
れた硬質シリコーンの雄型が好ましい。雄型の表面温度
は被覆繊維の被膜を軟化せしめるに十分な温度である。

ふわふわシートは（例えば手でなでつけることによって
）しわ無しで速やかに型にほぼびったシ合わせることが
できる。繊維があちこち移動可能であるのでしわ無しで
又はウェブの均一性を損わずに且つ繊維を伸張せずに型
に合わせることができる。

６、雄型に対して相補性の輪郭を有する。加熱された鋳
造アルミニウムのテフロン被接雌型を、ウェブをのせた
雄型にすばやく伏せて、間にはさまったウェブに比較的
均一で穏やかなプレス作用を加える。雌型の表面温度は
被覆繊維の被膜を軟化するに十分な温度である。これは
ウェブを最終的に精密に型の形状に成形させるものであ
るが、この段階の最初の相では繊維はまだ移動可能であ
る；そして同時にウェブは穏やｔｌなプレス作用によっ
て圧縮される。被覆繊維の被膜は熱せられた型によって
十分に加熱されて軟化し、そしてそれ等の相互交差点で
相溶性繊維の表面を湿らす。相溶性繊維は軟化被膜との
接触角が嵌面湿潤を起す程十分に小さいものである。加
熱および加圧は繊維をすシ潰したシ又は切断したりする
にけ不十分なものであるので、繊維の同一性はそのまま
維持される。

４、両方の型を嵌め合わせている圧力を解除して型を分
離する。現われた成形品をその周辺をつかんで熱雄型か
ら引き出す。冷却工程を介在させる必要がない。製品は
熱せられた型に粘着しないので歪められずにそのまま取
り出される。冷却した時、得られた製品は別の結合系を
付加すること無くマスクとして作用するのに十分な堅さ
を有する。

大量生産ベースで本発明の多孔性不織布成形品を生産す
るために複数の型を組み合わせて単一の生産ユニットに
してもよいと云うことは明らかである。

下記実施例によって本発明をさらに十分に説明する。実
施例は特に造形不織布マスクに関するものであるが、実
施例の教示に基づいてその他の多数の造形品も製造でき
ることは明白である。

実施例１ ４　ｄｐｆに５１鵡ポリエステル外装繊維だけを用いて
ランド拳ウニツバ−によって坪量１００ポンド／遅（３
２０平方ヤード）のふわふわの乾式繊細ウェブをつくっ
た。この繊維はポリエチレンテレフタレートの芯および
エチレニ／グリコールと貞合された６８％テレフタル酸
単位と３２％イソフタル酸単位のランダムコポリエステ
ル似合羽科からなるポリエステル４１Ｊ　脂の外装から
なるものと思われ、ユニチカ（大阪孔）から［ノルティ
。ファイバー、タイｆ４０８０Ｊとして入手できる。こ
のに、給芯（即ちベース細、維）は約２４５℃の溶融温
度を有する。この外装は、後述の実施例７に記賊されて
いるように、約１１０〜１２０℃の粘着温度を有する。

上記ウェブから都合のよいサイズに切断されたふわふわ
の乾式細組シートを、粗雑外装の粘着温度より尚い２５
０°Ｆに加熱されたカップ状硬質シリコーン雄型の上で
形どりした。ルーズな綽維状悪は型への順応を可能にし
た。

この形どりされたふわふわのシートは、雄型に対して相
補性の輪郭を有する加熱されたアルミニウム雌型をウェ
ブで覆われた雄型に低め合わせることによって、ν１」
座に均一な穏やかな加圧を施こされるので、ウェブは型
にｈ密に合致する安定な成形造形物に圧縮・一体化され
る。このマスク用型は２５〜２７平方インチの範囲のｒ
ｋＪ横を督するカップ状本体部分を有するマスクの製造
に合った輪郭に作られていることか好ましい。これ等型
は、カップ状マスクをもつと強くそして堅くするために
リプまたは波形になっていてもよい。成形時間は、約２
５０’Ｆの温度および突出面積（ｐｒｏｊｅｃｔｅｄａ
ｒｅａ　）　３５．７５平方インチ当りに印加された約
２１５ボンｒの圧力に於いて、約６秒である。

成形÷スフの剛軟度はキング布剛軟度試厭機で測定した
ときに１．７１ボンドであった。

成形マスクの空気圧降下はドワイヤマノメーターで測定
したときに、１．６１ＢＨ２０であった。

実施例２ ［メルテイ・ファイバ一番タイプ４０８（ＪＪ５０Ｍ蓋
チと、６　ｄｐｆ　ｘ　２インチのタイプ４７６、フィ
ニツシユ７５の半艶消けん縮ポリエステルステープルフ
ァイバー（ＮＣ州ソールズペリー在セラニーズ・ファイ
バー・インダストリーズ社製）５０Ｍ量％を用いて、実
施例１に記載した手順に従って、坪蓋１００ホント／連
のふわふわの乾式秘維ウェブをつくった。セラニーズの
ポリエステルステーデルファイバーの浴融点は約２４５
℃である。このウェブを実施例１のように成形して、Ｕ
、９１ボンドの剛軟度値（キング布剛軟度試験機で測定
）および０．６５５膓Ｈ２０空気圧降下を有する成形マ
スクラ製造した。

実施例６ 「メルティ・ファイバー・タイプ４０８０Ｊ７５厘景チ
と、６　ｄｐｆ　ｘ　２インチのタイ７’４７６、フィ
ニツシユ７５の半艶消けん縮ポリ１ステルステーブルフ
ァイバー（セラニーズ製）２５重量％馨用いて、実施例
１に記載した手順に従って、坪ｆ６５ホント／連のふわ
ふわの乾式繊維ウェブをつ（つた。このウェブを実施例
１のように成形して、０．２０ホントの剛軟度値（キン
グ布剛軟度試験機で測定）および０．２ｍＨ２ｏの空気
圧降下を有する成形マスクを製造した。駕くべきことに
は、この０．２０ポンドの低い剛軟度（１１７Ｙ有する
成形造形物はマスクとして十分な効力を示した。

実施例４ ［メルティ・ファイバー・タイプ４０８０Ｊ７５重′ｊ
！に％と、約４０×１０μ断面×６８紹長さの帯電した
フィブリル化アインタクチックボリプロピレン繊維１フ
ィルトレート・タイプＧＪ（ＭＮ州セントポール在の６
Ｍ社製）２５電量チを用いて、実施例１に記載した手順
に従って、坪量１００ボンド／連のふわふわの乾式繊維
ウェブ馨つくった。フィルトレート・タイツ００蝋雑の
溶融点は約１６５℃である。このウェブ乞実施例１のよ
うに成形して、１．１２ボンドの剛軟度（ｉｍ　（キン
グ布剛軟度試験機で頂１］定）および０．７５　Ｍ　）
１２０の空気圧降下を有する成形マスクラ製造した。

実施例５ 「メルテイ・７アブリツク・タイｆ４０８０Ｊ５０１ｔ
ｉ％と、６ｄｐｆｘ２インチのビスコースレーヨンＩｎ
（ｆｆＬ州デスプレインズ在のアメリカン・エンカ会カ
ンパニー製）５０：ｆｆｌｉ％Ｖ用いて、実施例１に記
載した手順に従って、坪−ｔｌＬｌｏホント／連のふわ
ふわの乾式細組ウェブをつくった。

このウェブ馨実施例１のように成形して、ｌＪ、６８の
剛軟度値（キング布剛軟度試験機で測定）およびＱ、４
５　ｔｕｂ　Ｈ２Ｏの全気圧降下を有する成形マスクを
製造した。

実施例６ ［メルテイ嚇ファイバー・タイプ４０８　ＤＪ５０重量
チ重量子均経１．細長２．２鴫の木材パルプ繊維レイフ
ラフ（Ｒａｙｆｌｕｆｆ）−Ｘ−Ｑ、　（ＮＹ州ニュー
ヨーク在のＩＴＴレイオニール（Ｒａｙｏｎｉｅｒ）社
製３５０重量％を片いて、実施例１に記載した手順に従
って、坪量１００示ンド／連のふわふわの乾式繊維ウェ
ブをつくった。このウェブを実施例１のようにハシ形し
て、０．６２ポンドの剛軟度イ帥（キング布剛軟度試験
機で測定）および０．６膓Ｈ２０の空気圧降下を有する
成形マスクを製造した。

実施例１〜６から明らかなように、予め被覆された紡緘
タイプ繊維例えば［メルテイ・ファイバー・タイプ４０
８．ＤＪを単独で又はその他タイプの繊維例えは実施例
２〜乙に特定されているものとの適当な比率のブレンド
で不織ウェブにしてから成形することによって、その後
で剛軟度付与用に別の重合体樹脂結合材系を添加するこ
と崇く、マスクとして作用する十分に堅くて地毛（ｆｕ
ｚｚ　）？含まずしかも朗に心地良い製品馨製造するこ
とができる。

実施例１〜６に提示されているような完全に筐たは部分
的にメルテイ・ファイバー・タイプ４０８Ｕからなるウ
ェブは約３００’Ｆ以上の成形温度では型に粘着するこ
とが認められた。適切な成形を確保するために、成形温
度を重合体被膜の釉層温度より高くしかしペース細組の
軟化点より低くして成形品の繊維自体の性質を維持する
必要がある。

しかしながら、成形温度が被膜のメルトフローの太き（
・温度範囲に近う（と成形品の型表面への粘着が起るこ
ともあり得ると考えられる。

実施例７〜１３ 実施例２の６　ｄｐｆ　ｘ　２インチのポリエステルス
テーデルファイバーを使用して、実施例１に記載した方
法によって、ふわふわの乾式ｈ−ｐｔ、　＝ウェブをつ
くった。このウェブの坪量は８８ポンド／連であった。

メチルエチルケトン／トルエン中のバイチル（ｖｌｔｅ
ｇ　ｐ　Ｂ　−２００（グツドイヤー製の非晶質で非結
晶性のコポリエステル）の２５％固形分溶液をスクイー
ズロールによってポリエステルウェブ上に被覆した。乾
燥後、ウェブを再坪蓄したところ、ウェブの組維上に非
晶質コポリエステルが６２ボンド／連で付潰したことが
示された。

こうして高度に圧縮されそして繊維か強固に結合し合っ
た被覆ウェブをランド・ウニツバ−の殴杓部のような従
来手段によって［再開裂（ｒθ０ｐｅｎ月させて盛り上
った（１ｏｆｔｙ）繊維ウェブにした。この盛り上った
繊維ウェブ乞実施例１の手順に従って成形して別の結合
材系の使用無しで十分に堅いマスクを製造した。

第１表にその物理的性質が要約されているその仙のベー
ス緻細と１重合体被覆を使用して同じ手順乞繰り返した
。

重合体被覆はステンレス鋼に粘着する温度をもって特性
表示されている。粘着温度は重合体被覆がコフラー（Ｋ
ｏｆｌｅｒ）熱板のステンレス鋼表面に接着し始める温
度である。この温度に於いて重合体被覆は成形圧力下で
それ自身とも接層する。

実施例７〜１６のデータから明らかなように、成形温度
が被膜の粘着温度より陥く（第１表）且つ付随のペース
繊維の軟化温度より低い限り、溶液またはエマルジョン
被覆線・維から、十分な剛軟度を有しそして地毛娶含有
せずそして顔に心地良い成形造形物を製造することがで
きる。実施例７〜１６の被覆繊維は適する成形造形物を
つくるためにその他の繊維例えは実施例２〜３における
ものとブレンｒしてもよい。

ペース繊維と密接に会合した被覆を有するベース緻細以
外の形態で成分を使用することによって不懺布造形品が
製造できるかどうかを調べるために、次のような実＃Ｉ
Ａヲ行った。エチレングリコールと１ｆ合した８０％テ
レフタル酸単位と２０チイソフタル酸単位のランダムコ
ポリエステル複合材料からなるポリエステル樹脂から浴
融吹込繊維を形成した。溶融吹込繊維法において重合体
は米国特許第３．９７１．３７３号に概して教示されて
いるように溶融体、から押出し、細長化し、冷却しそし
て可動ベルト上に繊維を急速連続捕集することによって
直接に不織ウェブに変換される。細長化と冷却は押出虚
で作用する空気流によって行われる。

これ等繊維は１６０℃の浴融点を示した。次いで、溶融
吹込ポリエステル不織ウェブを「開裂」させ、そして実
施例２の６ａｐｆ　Ｘ　２インチのポリエステルステー
デルファイバー（セラニーズ社製）５０菖ｆチと混合し
た。この緒維現合物を使用して上記実施例２〜６に記載
したように坪量１００ポンド／連のニアレイド不織ウェ
ブ馨つくった。このウェブを・実施例１のように、約２
５０′″Ｆの温度および突出面ｆｕ３５．７５平方イン
チ当り約２１５ボンドの力で６秒間成形した。成形体は
型に粘着しており、型から取り出す際に変形した。成形
体の剛軟度はＢ、６５ボンドであったか、成形体の表面
は荒くて地毛か含まれているので着用時に不快であり、
それを有効な成形マスクにするにはさらに少なくとも重
合体ラテックスによるに紐間結合を追加する必要があっ
た。この実験から明白なように、［メルテイ・ファイバ
ー・タイプ４０８０．Ｊの外装と実買的に同じ化学組成
の結合用材料（溶融吹込ポリエステル繊維）ン使用して
も、その結合用拐科はベース繊維上の衝接な被覆として
存在しない限り、有効な製品を製造できない。

【図面の簡単な説明】

第１図は顔にｓ州したときのカップ状造形マスクを示す
伸面図である。 第２図は第１図σλマスクの正面図である。 １０・・刀ツブ状造形マスク　１１・・・ヘッドバンド
１２ど・・カップ状造形本体　１３・・リブ１　４　・
・・　ス　ト　リ　ッ　２“代理人　洩　村　　　皓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）成形条件で寸法的に安定である繊維から形成され
   た初期弁一体化不織繊維状三次元網状組織からなる呼吸
   濾過性マスクとして有用な多孔性成形品であって、上記
   繊維はその上に感熱性結合用樹脂の連続被覆を有し、上
   記繊維状網状組織は主として繊維の交差点で単に上記被
   覆によって熱的に一体化され、そして上記成形品は少な
   くとも０．２ポンドの剛軟度値を有し且つ１５ｍｙｉＨ
   ２０以下の圧降下で５２６の窒気全通過させることがで
   きることを特徴とする多孔性成形品。 （２）上記繊維はポリエチレンテレフタレートの芯およ
   びテレフタル酸単位とイソフタ、ル阪単位のランダムコ
   ポリエステル複合杓料の外装からなるポリエステル外装
   繊維を特徴する特許請求の範囲第１項の多孔性成形品。 （３）上記の初期弁一体化不蝋繊維状網状組峨は２種類
   の繊維の混合物から形成され、その繊維の少なくとも一
   方が感熱性結合用樹脂の連続被覆を有する、特許請求の
   範囲第１項の多孔性成形品。 （４）上記の一方の繊維はポリエチレンテレフタレート
   の芯およびテレフタル酸単位とイソフタル酸単位のラン
   ダムコポリエステル複合材料の外装からなるポリエステ
   ル外装繊維からなる、特許請求の範囲第６項の多孔性成
   形品。 （５）　　さらに、ポリエステルステーブルファイバー
   を特徴する特許請求の範囲第４項の多孔性成形品。 （６）　　さらに、帯電したフィブリル化アイソタクチ
   ックポリプロピレン繊維を特徴する特許請求の範囲、ｊ
   ｌ！４項の多孔性成形品。 （力　さらに、ビスコースレーヨン繊維を含有する、特
   許請求の範囲第４項の多孔性成形品。 ｔ８１　　木材パルプ繊維をさらに含有する、特許請求
   の範囲第４項の多孔性成形品。 （９）上記繊維上の感熱性結合用樹脂の上記連続被覆は
   液状から適用されたものである、特許請求の範囲第１項
   の多孔性成形品。 ｇｏ＋　　上記繊維はポリエステルであり、そして上記
   の感熱性結合用樹脂はエチレン−酢酸ビニルである、特
   許請求の範囲第９項の多孔性成形品。 （１υ　上記繊維はポリエステルであり、そして上記感
   熱性結合用樹脂は非晶質ポリエステルである、特許請求
   の範囲第９項の多孔性成形品。 Ｈ上記繊維はポリエステルであり、そして上記感熱性結
   合用樹脂は可塑化ポリ塩化ビニルである、特許請求の範
   囲第９項の多孔性成形品。 θ□□□上記繊維はポリエステルであり、そして上記感
   熱性結合用樹脂はアクリル樹脂である、特許請求の範囲
   第９項の多孔性成形品。 １１．０　　上記繊維はレーヨンであり、そして上記感
   熱性結合用樹脂はエチレン−酢酸ビニルである、特許請
   求の範囲第９項の多孔性成形品。 ｔ＋Ｓ　　上記繊維はレーヨンであり、そして上記感熱
   性結合用樹脂は非晶質ポリエステルである、特許請求の
   範囲第９項の多孔性成形品。 （１６１上記繊維はレーヨンであり、そして上記感熱性
   結合用樹脂はポリ塩化ビニルである、特許請求の範囲第
   ９項の多孔性成形品。