(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．５〜２ｄｔｅｘの繊度を有する、溶融紡糸によりスプリット可能な倦縮されていない多成分フィラメント（以後「一次フィラメント」とする）を、空気力学的に延伸し、直接不織布に加工するのであるが、スプリット処理前にウォータージェットにより前記一次フィラメントを機械的に相互に絡み合わせ、その後に高圧ウォータージェットスプリット処理によって前記一次フィラメントを０．２ｄｔｅｘ未満の繊度を有する超極細フィラメントに分解することを特徴とする、複数回再使用可能なクリーンルーム保護衣服に適する不織布材料を製造するための方法。
【請求項２】
前記一次フィラメントを空気力学的に延伸した後に付加的に延伸プロセス及び熱処理プロセスが行われていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一次フィラメントのウォータージェットスプリット処理が、予備固定された不織布材料の両面を交互に複数回、高圧ウォータージェットに当てることにより行われていることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ウォータージェットスプリット処理が、転動するスクリーンドラムを備えた装置で実施されていることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
不織布材料が、ウォータージェットスプリット処理及び引き続く乾燥の後にエンボスカレンダ処理されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
不織布材料が、ウォータージェットスプリット処理の後に、さらに熱固定され引き続き熱硬化されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ポリエステル成分が、不織布材料の総質量に対して、６０〜７０質量％であることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
不織布材料の面積重量が８０〜１５０ｇ／ｍ２である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
不織布材料の面積重量が９５〜１１５ｇ／ｍ２である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記一次フィラメントがオレンジ様断面のマルチセグメント構造を有し、このセグメントは相互に交互になった２種の非相容性ポリマーからなることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
２種の非相容性のポリマーの一方又は両方ともが、持続的帯電防止作用を示す添加物を含有することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記持続的帯電防止作用を示す添加物が、カーボンブラック、黒鉛、ポリ（アミド−ブロック−エーテル）−コポリマー、ポリアニリン誘導体、及びポリアセチレン誘導体からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記超極細フィラメントが捲縮加工されていないことを特徴とする請求項１から１２までのいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
クリーンルーム用の保護衣服は、このクリーンルーム中で製造されるかもしくは加工される製品（例えばマイクロエレクトロニクス部材、医薬品、光学ガラス繊維）を、有害粒子（例えば粉塵粒子又は皮膚粒子、バクテリア）の排出源としての人間から保護する機能を有する。
【０００２】
この種の保護衣服を製造するための材料に関する重大な要求は、従って遮断作用である。この保護衣服材料は、クリーンルームの空気が汚染され、さらには製品が汚染されるのを回避するために、人体から継続的に放出される粒子（皮膚片、毛髪破片、バクテリアなど）並びに下着繊維から脱落する繊維破片を抑制しなければならない。もちろんこの材料はそれ自体、クリーンルームの空気中へ繊維破片又は他の成分を放出してはならない。
【０００３】
必要とされる遮断作用の他に、保護衣服材料は、外からの作用もしくは通常の着衣状態での負荷によって引き裂きが生じたり穴が形成されたりする危険性を最小限にするために、人間による高い負荷に耐えなければならず、また特に高い耐引裂性及び耐摩耗性を有していなければならない。この保護衣服を複数回再使用可能にするためにも、この材料はさらにこの分野において通常の洗浄プロセスもしくは清浄化プロセス（部分的にオートクレーブ中での殺菌）を、できる限り損傷なく克服しなければならない。つまり湿式機械的摩耗及びピリングに対して抵抗性であり、かつ十分に形状安定性でなければならない。
【０００４】
遮断作用及び（湿式）機械的抵抗性に加えてさらに、この保護衣服材料（特にマイクロエレクトロニクス工業のクリーンルーム内で使用するための保護衣服材料）は、帯電防止作用を有していなければならない。つまりこの材料は着衣時の不可避な摩擦によって静電気的に過度に帯電せず、帯電が生じた場合にはこれを迅速に散逸させかつ放出するのが好ましい。それにより、一方では繊細なマイクロエレクトロニクス部材を放電により損傷させず、かつ他方で周囲の空気から、場合によっては後に再び放出されうる粉塵粒子を材料表面上に高濃度に引き寄せないことが必要である。
【０００５】
さらに、この保護衣服材料は、着衣時に十分に高い快適性を有する必要がある、つまり、シルエット、手触り及び外観に関してできる限り繊維的特徴を有するのが好ましく、並びに着衣者の過度の発汗もしくは冷えを回避するために、高い通気性及び場合により断熱的であるのが好ましい。
【０００６】
【従来の技術】
クリーンルーム保護衣服材料の製造のために極細の繊度の合成繊維もしくは合成フィラメントを使用することは公知である。この「極細の繊度」とは本願明細書では１ｄｔｅｘより小さい繊度を有する繊維であると定義され、これは「極細繊維」とも言われる。０．３ｄｔｅｘより小さい繊度を有する極細繊維には、「超極細繊維」という概念が一般に用いられている。
【０００７】
極細繊維又は極細フィラメント製の織物もしくは編物をベースとする通常の保護衣服材料は、複数の製造工程で製造される。ポリマーの原料から、まず最初に極細繊維もしくは極細フィラメントが紡糸される。これらの繊維もしくはフィラメントは次いで糸に加工され、この糸は場合によっては続いてテクスチャード加工プロセスを通過し、この（テクスチャード加工された）極細繊維の糸もしくは極細フィラメントの糸から、最終的に本来の保護衣服材料が製織される。製織プロセスにおいて、必要な帯電防止作用を達成するために、付加的に導電性の糸を規則的模様の形で、例えばストライプ状又は整列した四角形の形で織り込む。導電性の糸は例えば、カーボンブラック含有もしくは黒鉛含有のコア又はシェルを備えたコア／シェルフィラメント、又は金属繊維又は金属被覆されたフィラメントからなる。必要な遮断機能及び（湿式）機械的負荷に対する高い耐久性は、極細繊維の糸の極端に緻密でかつ規則的な製織により達成される。しかしながら、この高い製織密度、及びほぼ表面に平行なフィラメントの配向は、材料の通気性の観点から望ましくない。繊維を通して水蒸気の輸送を行う微細気孔もしくは微細通路が、わずかに存在するだけである。
【０００８】
保護衣服材料の遮断作用と通気性という、問題のある特性の組み合わせは、粒子は通過させないが水蒸気は透過する膜の使用によって達成される。このような「ミクロ孔」を有する層は、繊維特性を有する材料を得るために、通常の密度の繊維材料上に、例えば積層又は直接押出によって設置することができる。
【０００９】
例えば高い通気性の遮断膜と繊維とからなる複合材料用の、高密度の極細フィラメント織物の仕上げプロセスは多段階であり、それにより比較的時間がかかる。簡単に製造するため他のプロセスとして、極細繊維−不織布材料が提供される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
カレンダ処理された、平面状のポリエチレンベースの極細フィラメントのスパンボンド不織布は、遮断の要求を満たし、さらに著しく廉価に製造できる。しかしながらこの種の材料は、実際に空気透過性もしくは水蒸気透過性ではあるが、シート様の特性を有し、着衣時の快適性が悪い。さらに、洗浄もしくは清浄化に対する耐久性が不十分であり、使い捨て式の保護衣服の用途に限定されてしまう。
【００１１】
不織布の載置後、もしくは場合によっては予備固定後に、溶剤又はウォータージェットを用いて個々の極細繊維の形にスプリット処理された、マルチセグメント積層繊維もしくはマルチコア積層繊維から製造された極細繊維の不織布材料は、上記の高度にカレンダ処理された極細フィラメントのスパンボンド不織布よりも良好な遮断作用を有し、著しく改善された着衣時の快適性を提供する。
【００１２】
欧州特許第０６２４６７６号明細書では、例えば、ウォータージェットスプリット処理により極細繊維の不織布材料を製造する方法が記載されており、この極細繊維の不織布材料は極端に大きな充填密度及び良好な遮断作用を有する。しかしながら、この不織布材料には柔軟性及び断熱性特性が欠けている。従って、ウォータージェット固定した不織布を（保護）衣服の分野に使用することには制限があると見なされていた。前記の特許明細書では、従って、ウォータージェット技術を適用しない他の方法が提案されている。
【００１３】
ＰＣＴ出願ＷＯ９８／２３８０４号明細書には、上記の特許明細書とは異なり、ウォータージェットスプリット処理前の不織布材料を、あらかじめ点状に熱固定することが提案されている。それにより、ウォータージェットスプリット処理時に不織布材料がウォータージェット装置のスクリーンベルトに引っ掛かり、次いで引き剥がし時に損傷するかまたは完全に破壊されることが回避される。他方で、それにより繊維部分の割合が高くなり、それにより遮断特性及び手触りの特性が改善される。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
不織布材料の適用領域を拡大することは、欧州特許第９７１０８３６４号明細書にも記載されている。この明細書は、著しく極細のフィラメントからなる不織布材料の製造について記載しており、この不織布材料は製織もしくは製編された繊維に匹敵する特性を有している。０．００５〜２ｄｔｅｘの繊度を有するこの著しく極細のフィラメントは、ウォータージェットスプリット処理を用いて０．３ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘの繊度を有する、溶融紡糸された、捲縮加工又は捲縮加工されていない多成分マルチセグメントフィラメントから製造される。こうして得られた不織布材料は、特別な使用特性を達成するために、なお多様な方法で後処理することができる（例えば熱固定、点状カレンダ処理など）。この方法により製造されたスパンボンド不織布材料は、衣服及び他の繊維製品の製造のために特に優れている。
【００１５】
後述する試験において、上記の欧州特許第９７１０８３６４号明細書により製造された不織布材料は、０．２ｄｔｅｘ未満の繊度を有する超極細フィラメントからなり、かつエンボスカレンダ処理されている場合に、クリーンルーム保護衣服の製造のために極めて適していることを、予想外に確認することができた。この超極細フィラメント自体は、ウォータージェットスプリット処理により、２ｄｔｅｘ未満の繊度を有する多成分フィラメントから製造され、この多成分フィラメントは溶融紡糸法で製造され、空気力学的に延伸され、ウォータージェットを用いて予備結合されている。
【００１６】
本発明の課題は従って、新規な種類の不織布材料並びにその製造方法を提供することである。この不織布は複数回再使用可能なクリーンルーム保護衣服材料にとって必要とされる、全ての要求を満たしている。この材料は高い遮断作用、機械的負荷に対する高い耐久性及び形状安定性、有効な帯電防止作用並びに着衣時の高い快適性（高い通気性及び繊維的特性）の点で優れている。これらの有利な特性は、複数回の、この分野で通常の洗浄プロセスもしくは清浄化プロセス（３０サイクルまで）の後でも、十分な範囲内に維持される。これらの特徴の組み合わせは、スプリット処理された超極細のフィラメントを用いた不織布材料によっては、今まで達成できないと見なされていた。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の不織布材料は、０．２ｄｔｅｘ未満の繊度を有する超極細フィラメントからなり、この超極細フィラメントは捲縮加工されていない１．５〜２ｄｔｅｘの繊度を有する一次フィラメントから製造される。一次フィラメントとしては、非相容性の２種のポリマー、特にポリエステルとポリアミドからなる２成分マルチセグメントフィラメントが有利に使用される。これらの組み合わせは、欧州特許第９７１０８３６４号明細書に示唆されている。ポリエステルの割合は、ポリアミドの割合よりも高く選択され、好ましくは６０〜７０質量％である。必要な帯電防止作用を達成するために、両方のポリマーのどちらか一方又は両方ともが、持続的に作用する、つまり洗い落とされたり洗い流されることのない適当な添加物を備えている。この帯電防止作用は、例えばカーボンブラックもしくは黒鉛の混入、又は著しく親水性の特性を有するポリマー又は導体（半導体）の特性を有するポリマーの混入により、場合によっては相容化剤を添加しながら達成することができる。この２成分一次フィラメントは、オレンジの横断面に似たマルチフィラメント構造（「パイ構造」）を有する横断面を有する。これらのセグメントはそれぞれ交互に、非相容性の添加物含有ポリマーを有している。このそれ自体公知のフィラメント横断面は、次に記載する超極細フィラメントの製造のために適している。不織布材料の所望の高い耐摩耗性及びわずかなピリング傾向を達成するために、この一次フィラメントを通常の空気力学的な延伸に引き続いて、他の延伸プロセス及び同時熱処理プロセスにかけることができる（「ホットチャンネルストレッチング」）。
【００１８】
こうして製造された一次フィラメントは、特別な装置を用いて不規則な配列で運動するベルト上に載置し、引き続き通常のウォータージェット技術を用いて予備固定、つまり機械的に相互に絡ませる。引き続き、予備固定された一次フィラメント不織布に対し、穿孔されたドラム上で複数回両面に高圧ウォータージェットを当てる。その際、一次フィラメントは実際に完全にそれらの成分に、つまり個々の超極細フィラメントに分解し、これを同時に極めて均質且つ相互に絡み付ける。このプロセス工程により、極端に不規則にかつ絡み合った繊維構造に基づき、一方で必要とされる高い遮断作用を有し、他方でなお十分に水蒸気に対して透過性である極細繊維不織布が製造される。
【００１９】
洗浄プロセス及び清浄化プロセスの際の形状安定性を改善するために、この極細繊維不織布をウォータージェットスプリット処理及び引き続いての乾燥の後に、張力をかけながら熱風による熱固定プロセスにかける。引き続き形状安定性及び耐摩耗性をさらに高めるために、この不織布材料を特別なグラビアドラムを備えたカレンダ中でエンボスカレンダ加工する。製造された不織布材料は８０〜１５０ｇ／ｍ2、好ましくは９５〜１１５ｇ／ｍ2の面積重量を有する。
【００２０】
【実施例】
まず最初に、均質な厚さを有し、９５ｇ／ｍ2の面積重量を有する、ポリ（エチレンテレフタレート）７０％及びポリ（ヘキサメチレンアジパミド）３０％からなる２成分フィラメントからなる不織布材料を製造した。この一次フィラメントは１．６ｄｔｅｘの繊度を有し、かつポリエステルとポリアミドから交互に構成された１６のセグメントを有する。この溶融紡糸されたフィラメントを空気力学的に延伸し、不規則にベルト上に載置し、ウォータージェット処理を行い、この処理でフィラメントの最初の予備固定が行われた。引き続き、この予備固定した不織布を高圧ウォータージェットで処理した。その際、この一次フィラメントは個々のセグメントに分割され、これらのセグメントがさらに絡み合わされた。このウォータージェットスプリット処理を不織布の両面に数回実施した。生成された超極細フィラメントは０．１ｄｔｅｘの平均繊度を有し、かつ捲縮加工されていない。この不織布を引き続き乾燥し、エンボスカレンダ処理した。こうして製造された不織布材料は、≧０．５μｍの粒子の約６０％もしくは≧１μｍの粒子の約９８％をフィルタリングする効果を有していた。通常の洗浄剤を用いて４０℃で約３０回洗浄処理した後でも、このフィルタリング効果は、≧０．５μｍの粒子の約５５％もしくは≧１μｍの粒子の約９５％へと、わずかに低下したにすぎなかった。