(57)【要約】  流体ろ過媒体として用いる複合膜に用いられる改善されたキャスティング基材が提供される。複合膜は、高透過性を維持しながら、キャスティング基材とマイクロポーラス膜との間に良好な接着力を有している。キャスティング基材は、場合により、少なくとも１つのメルトブローン層を含んでなる、熱可塑性繊維で形成された１枚のスパンボンド層または複数のスパンボンド層を含んでなる。キャスティング基材によって、膜キャスティング溶液が、基材全体に浸透することなく、制御された深さまで均一にキャスティング基材に浸透する。キャスティング基材は、非常に均一な平均孔径、坪量、厚さおよび表面粗さを有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャスティング基材であって、その上にマイクロポーラス膜をキャスティングし、複合膜においてマイクロポーラス膜を支持し、該キャスティング基材はキャスティング表面を有し、起毛繊維とループが実質的に存在しないキャスティング表面と、下部表面とを有し、その厚さを通して孔径勾配を有するポーラススパンボンド層を含んでなり、ここで、キャスティング表面の平均孔径が、約１５μｍ〜約２００μｍであり、下部表面の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍであるキャスティング基材。
【請求項２】
スパンボンド層が、二成分シース−コア繊維を含んでなり、シース中のポリマー成分の溶解温度が、コア中のポリマー成分より低い請求項１に記載のキャスティング基材。
【請求項３】
シース成分がコポリエステルであり、コア成分がポリエチレンテレフタレートである請求項２に記載のキャスティング基材。
【請求項４】
シース成分がポリエチレンであり、コア成分がポリエチレンテレフタレートである請求項２に記載のキャスティング基材。
【請求項５】
キャスティング基材であって、その上にマイクロポーラス膜をキャスティングし、複合膜においてマイクロポーラス膜を支持し、該キャスティング基材は起毛繊維とループが実質的に存在しないキャスティング表面を有し、第２のポーラススパンボンド層にラミネートされたキャスティング表面を有する第１のポーラススパンボンド層を含んでなり、ここで、第１のポーラススパンボンド層の平均孔径が、約１０μｍ〜約２００μｍであり、第２のポーラススパンボンド層の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍであるキャスティング基材。
【請求項６】
第１および第２のポーラススパンボンド層が、異なるポリマーを含んでなる請求項５に記載のキャスティング基材。
【請求項７】
第１および第２のポーラススパンボンド層が、それぞれ、二成分シース−コア繊維を含んでなり、シース中のポリマー成分の溶解温度が、コア中のポリマー成分より低い請求項５に記載のキャスティング基材。
【請求項８】
シース成分がコポリエステルであり、コア成分がポリエチレンテレフタレートである請求項７に記載のキャスティング基材。
【請求項９】
シース成分がポリエチレンであり、コア成分がポリエチレンテレフタレートである請求項８に記載のキャスティング基材。
【請求項１０】
第１と第２のポーラススパンボンド層間のメルトブローン層をさらに含んでなり、メルトブローン層の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍの間である請求項５に記載のキャスティング基材。
【請求項１１】
第１および第２のポーラススパンボンド層が、それぞれ、コポリエステルシースおよびポリエチレンテレフタレートコアを有する二成分シース−コア繊維を含んでなり、メルトブローン層が、サイド−バイ−サイド配置のコポリエステルおよびポリエチレンテレフタレート成分を有する二成分繊維を含んでなる請求項１０に記載のキャスティング基材。
【請求項１２】
第１および第２のポーラススパンボンド層が、それぞれ、ポリエチレンシースとポリエチレンテレフタレートコアとを有する二成分シース−コア繊維を含んでなり、メルトブローン層が、サイド−バイ−サイド配置のポリエチレンおよびポリエチレンテレフタレート成分を有する二成分繊維を含んでなる請求項１０に記載のキャスティング基材。
【請求項１３】
スパンボンド層が、ポリプロピレンまたはポリエチレン繊維を含んでなる請求項１、５または１０のいずれかに記載のキャスティング基材。
【請求項１４】
スパンボンド層が、ポリエステル繊維を含んでなる請求項１、５または１０のいずれかに記載のキャスティング基材。
【請求項１５】
マイクロポーラス膜層と請求項１または５に記載のキャスティング基材とを含んでなる複合膜であって、複合膜が、液体ろ過媒体である複合膜。
【請求項１６】
マイクロポーラス膜層と請求項１または５に記載のキャスティング基材とを含んでなる複合膜であって、複合膜が、気体ろ過媒体である複合膜。
【請求項１７】
マイクロポーラス膜層と、キャスティング基材とを含んでなる複合膜の製造方法であって、
（ａ）キャスティング表面と下部表面とを有するポリマー繊維を含んでなるポーラススパンボンド布帛を提供する工程、ここで、布帛が、キャスティング表面と下部表面との間で孔径勾配を有する、と、
（ｂ）ポリマー溶液を、スパンボンド布帛のキャスティング表面にキャスティングして、マイクロポーラス膜層を形成する工程と
を含んでなる方法。
【請求項１８】
スパンボンド布帛のキャスティング表面の平均孔径が、約１５μｍ〜約２００μｍであり、スパンボンド布帛の下部表面の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍである請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
工程（ａ）と（ｂ）との間に、ポリマーの軟化により繊維交差点で主に繊維間結合が得られる温度、圧力および滞留時間を組み合わせた条件下で、ポーラススパンボンド布帛を平滑なニップロール間でカレンダ加工して、スパンボンド布帛のキャスティング表面に起毛繊維およびループが実質的にないようにする工程をさらに含んでなる請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
ポーラススパンボンド布帛が、メルトスパンポリマー繊維の多層を含んでなる請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
ポーラススパンボンド布帛が、第１のポーラススパンボンド布帛と、第２のポーラススパンボンド布帛とのラミネートを含んでなり、第１のポーラススパンボンド布帛が、約１０μｍ〜約２００μｍの平均孔径を有するキャスティング表面を含んでなり、第２のポーラススパンボンド布帛が、約１μｍ〜約２０μｍの平均孔径を有する下部表面を含んでなる請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
ポーラススパンボンド布帛が、高融点ポリマーコア成分と低融点ポリマーシース成分とを含んでなる二成分繊維を含んでなり、低融点成分が大幅に流動することなく、低融点ポリマー成分の溶融／軟化により繊維交差点で繊維間結合が得られる温度、圧力および線速度を組み合わせた条件下で、ポーラススパンボンド布帛がカレンダ加工される請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
ポーラススパンボンド布帛が、２つのスパンボンド層間に挟まれた、直径約０．５μｍ〜約１０μｍの繊維のメルトブローン層を含んでなる多層布帛であり、キャスティング表面の平均孔径が、約１０μｍ〜約２００μｍであり、メルトブローン層の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍである請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
スパンボンド層およびメルトブローン層が、高融点ポリマーコア成分と低融点ポリマーシース成分とを含んでなる二成分繊維を含んでなり低融点成分が大幅に流動することなく、低融点ポリマー成分の溶融／軟化によりスパンボンド層における繊維交差点で繊維間結合が得られるロール温度、圧力および線速度を組み合わせた条件で、ポーラススパンボンド布帛をカレンダ加工することをさらに含んでなる請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー溶液を、ポーラスな不織基材にキャスティング（ｃａｓｔｉｎｇ）して、マイクロポーラス膜層および支持層の複合体を形成することにより形成される複合膜に関する。複合膜は、液体および気体のろ過をはじめとする流体ろ過に用いるのに特に好適である。
【背景技術】
【０００２】
液体のろ過の一般的なカテゴリは、直径が約０．１μｍ〜約１０μｍの範囲の微粒子物質を液体からろ過する「精密ろ過」、直径が約５０ｎｍ〜約０．５μｍの範囲の物質をろ過する「限外ろ過」および直径が約１Å〜約１ｎｍの範囲の物質をろ過する逆浸透に分けられる。精密ろ過、限外ろ過および逆浸透はそれぞれ、ろ過媒体としてポリマーマイクロポーラス膜を単独で、または支持層と組み合わせて利用する。支持層と組み合わせて用いるときは、複合膜が形成される。支持層は、その強度と剛性のために、複合膜の透過性を減じることなく、複合膜の機械的な完全性を与える。支持層は、マイクロポーラス膜を形成するポリマー溶液がキャスティングされて固化され、複合膜が形成される基材である。限外ろ過の場合には、ろ過膜は、一般的に、ポリプロピレンまたはポリエチレン基材にキャスティングされる。逆浸透膜の場合には、マイクロポーラス膜は、一般的に、ポリエステル基材にキャスティングされる。
【０００３】
複合膜の性能は、現在入手できる複合膜で生じる数多くの欠陥によって、マイナスの影響を受ける。その１つが、マイクロポーラス膜と支持層との間の接着力が乏しいために、複合膜が剥離するものである。これは、マイクロポーラス膜の支持層に対する親和性が乏しいことや、支持層とマイクロポーラス膜の界面での機械的連結が乏しいことに起因する。液体膜形成ポリマー溶液をまず、支持層にキャスティングするときは、溶液は、支持層表面を超えて浸透し、後に、支持層表面およびその近傍の繊維周囲で固化し、マイクロポーラス膜と支持層との間の機械的連結が提供される。複合膜使用中にマイクロポーラス膜と支持層の剥離があると、複合膜が不均一となり、ろ過性能が損なわれる。
【０００４】
従来の複合膜で生じる他の問題は、別々の隆起（ｒａｉｓｅｄ）または自立（ｓｔａｎｄｉｎｇ）繊維等、キャスティング基材表面の欠陥により生じるマイクロポーラス膜における小さな不連続部、すなわち「ピンホール」である。「起毛繊維（ｒａｉｓｅｄ  ｆｉｂｅｒｓ）」とは、基材表面の面から立った、基材の繊維の自由端または隆起ループのことである。起毛繊維は、基材表面の連続性を壊して、連続した均一な膜をキャスティングするのを困難にしたり、不可能にしたりする。
【０００５】
キャスティングプロセス中に、従来の複合膜で生じていた他の問題は、膜ポリマー溶液の「ストライクスルー」であり、ポリマー溶液が、基材の厚みを通過して、その結果透過性およびろ過効率が不均一となる。ストライクスルーは、大きな孔および／または多数の孔（高空隙率となる）のために、高透過性を有する基材の領域で生じる。大きな孔は、粗い、または直径の大きな繊維を有する不織基材で生じることが多い。逆に、微細な繊維と表面の平均孔径が小さいために、低透過性の基材を用いると、膜溶液が十分に浸透しなかったり、または複合膜のろ過能力が不十分となる恐れがある。
【０００６】
従来の複合膜で生じる他の問題は、基材の厚さの変動が大きいことであり、それによって、キャスティングされるマイクロポーラス膜の厚さが変動し、その結果また、複合膜の不均一な性能となる。
【０００７】
特許文献１および特許文献２には、半透性膜をキャスティングするための不織支持層であって、２０〜８０％の未延伸ポリエステルまたは複合ポリエステル繊維を含有するエアレイドまたはカード処理されたポリエステル繊維からだけで製造された低密度層と高密度層のラミネートを含んでなる不織支持層が開示されている。
【０００８】
特許文献３には、半透性膜、支持層およびその間に多成分繊維の不織ウェブを含んでなる複合膜が開示されており、多成分繊維は、コア成分として第１のポリマーと、繊維表面に第２のポリマーとを含んでなり、第２のポリマーの軟化点は、第１のポリマー、膜および支持層の軟化点より低い。
【０００９】
特許文献４には、半透性膜をキャスティングするための、表面の平均孔径が約３００μｍ以下であるマイクロポーラスキャスティング層を有する非対称不織支持層が開示されており、キャスティング層は、繊維層の熱処理、カレンダ処理、メルトブローンまたは湿式積層により形成されている。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，７２８，３９４号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７９５，５５９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９８９，４３２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／００４５８９２Ａ号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
複合膜を形成するために、マイクロポーラス膜がキャスティングされる改善された基材が必要とされており、基材は改善された孔径均一性と表面平滑さを有していて、均一に制御可能な厚さで、ピンホールが実質的にない膜が、キャスティング時に形成されるようなものが必要とされている。また、基材に対するマイクロポーラス膜の接着力の改善された基材も望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態は、キャスティング基材であって、その上にマイクロポーラス膜をキャスティングし、複合膜においてマイクロポーラス膜を支持し、キャスティング基材はキャスティング表面を有し、起毛繊維とループが実質的に存在しないキャスティング表面と、下部表面とを有し、その厚さを通して孔径勾配を有するポーラススパンボンド層を含んでなり、ここで、キャスティング表面の平均孔径が、約１５μｍ〜約２００μｍであり、下部表面の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍであるキャスティング基材に係る。
【００１３】
本発明の他の実施形態は、キャスティング基材であって、その上にマイクロポーラス膜をキャスティングし、複合膜においてマイクロポーラス膜を支持し、キャスティング基材は起毛繊維とループが実質的に存在しないキャスティング表面を有し、第２のポーラススパンボンド層にラミネートされたキャスティング表面を有する第１のポーラススパンボンド層を含んでなり、ここで、第１のポーラススパンボンド層の平均孔径が、約１０μｍ〜約２００μｍであり、第２のポーラススパンボンド層の平均孔径が、約１μｍ〜約２０μｍであるキャスティング基材に係る。
【００１４】
本発明の他の実施形態は、マイクロポーラス膜層と本発明によるキャスティング基材とを含んでなる複合膜であって、複合膜が、液体または気体ろ過媒体である複合膜に係る。
【００１５】
本発明のさらに他の実施形態は、マイクロポーラス膜層と、キャスティング基材とを含んでなる複合膜の製造方法であって、キャスティング表面と下部表面とを有するポリマー繊維を含んでなるポーラススパンボンド布帛を提供する工程、ここで、布帛が、キャスティング表面と下部表面との間で孔径勾配を有する、と、ポリマー溶液を、スパンボンド布帛のキャスティング表面にキャスティングして、マイクロポーラス膜層を形成する工程とを含んでなる方法に係る。
【００１６】
定義
本明細書で用いる「マイクロポーラス膜」という用語は、液体ろ過のろ過媒体として有用な薄いマイクロポーラス層のことを指す。本明細書で用いる「マイクロポーラス膜」という用語には、液体ろ過のろ過媒体として有用な薄いマイクロポーラス層と、拡散膜として有用なノンポーラスフィルムでコートされた薄いマイクロポーラス層を含んでなる薄いフィルムとの両方が包含される。
【００１７】
本明細書で用いる「複合膜」という用語は、支持層と支持層表面にキャスティングされたマイクロポーラス膜のことを指す。
【００１８】
本明細書で用いる「基材」および「支持層」という用語は同じ意味で用いられ、マイクロポーラス膜がキャスティングされて複合膜を形成する不織布のことを指す。
【００１９】
本明細書で用いる「ポリエチレン」（ＰＥ）という用語は、エチレンのホモポリマーばかりでなく、少なくとも８５％の繰り返し単位が、エチレン単位であるコポリマーも包含するものとし、密度が約０．９５５ｇ／ｃｍ３未満の直鎖エチレン／αオレフィンコポリマーである「直鎖低密度ポリエチレン」（ＬＬＤＰＥ）と、密度が少なくとも約０．９４ｇ／ｃｍ３のポリエチレンホモポリマーである「高密度ポリエチレン」（ＨＤＰＥ）を含む。
【００２０】
本明細書で用いる「ポリエステル」には、繰り返し単位の少なくとも８５％が、エステル単位の形成により作成された結合を有するジカルボン酸とジヒドロキシアルコールの縮合生成物であるポリマーが含まれる。ポリエステルとしては、エチレングリコールとテレフタル酸の縮合生成物であるポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）および１，３−プロパンジオールとテレフタル酸の縮合生成物であるポリ（１，３−プロピレンテレフタレート）が例示される。
【００２１】
本明細書で用いる「コポリエステル」という用語には、ブロック、グラフト、ランダムおよび交互のポリエステルコポリマーが含まれるものとする。
【００２２】
本明細書で用いる「不織布」、「不織シート」、「不織層」および「不織ウェブ」という用語は、ランダムに配置されて、編布や織布とは対照的に、識別可能なパターンのない平面材料を形成する別々の繊維、フィラメントまたは糸の構造を指す。不織布としては、メルトブローンウェブ、スパンボンドウェブおよび２つ以上の不織ウェブを含んでなる複合シートが例示される。
【００２３】
本明細書で用いる「機械方向」（ＭＤ）という用語は、不織ウェブが製造される方向（例えば、不織ウェブの形成中、繊維がレイダウンされる支持表面の移動方向）のことを指す。「交差方向」（ＸＤ）という用語は、ウェブの平面において、機械方向に略垂直な方向のことを指す。
【００２４】
本明細書で用いる「スパンボンド繊維」という用語は、実質的に連続した溶融熱可塑性ポリマー材料を、紡糸口金の複数の微細な、通常、円形の毛管から繊維として押し出すことによりメルトスパンされた繊維のことを意味し、押出された繊維の直径は、繊維を延伸した後冷却することにより即時に減少する。
【００２５】
本明細書で用いる「メルトブローン繊維」という用語は、溶融処理可能なポリマーを、溶融流れとして、複数の毛管を通して、高速気体（例えば、空気）流れへ押し出すことを含んでなるメルトブローンによりメルトスパンされた繊維を意味する。
【００２６】
本明細書で用いる「スパンボンド−メルトブローン−スパンボンド不織布」（ＳＭＳ）という用語は、２つのスパンボンド層間に挟まれ結合されたメルトブローン繊維のウェブを含んでなる多層複合シートのことを指す。追加のスパンボンドおよび／またはメルトブローン層を、複合シートに組み込むことができる。例えば、スパンボンド−メルトブローン−メルトブローン−スパンボンドウェブ（ＳＭＭＳ）等である。
【００２７】
本明細書で用いる「多成分繊維」という用語は、一緒にスパンされて１本の繊維を形成する少なくとも２つの別のポリマー成分から構成された繊維のことを指す。少なくとも２つのポリマー成分は、多成分繊維の断面を横切って、別の実質的に一定に配置されたゾーンに並ぶ。このゾーンは、繊維の長さに沿って、実質的に連続して延在している。
【００２８】
本明細書で用いる「二成分繊維」という用語は、２つの別のポリマー成分から作成された多成分繊維のことを指す。例えば、シースを形成する第１のポリマー成分と、コアを形成する第２のポリマー成分とを含んでなるシース−コア繊維や、以下で述べるサイド−バイ−サイド繊維；第１のポリマー成分が、第２のポリマー成分で形成された少なくとも１つのセグメントに近接する少なくとも１つのセグメントを形成しており、各セグメントは、繊維の長さに沿って実質的に連続しており、両ポリマー成分共、繊維表面に露出している繊維である。多成分繊維は、ポリマー材料の単一の同種または異種ブレンドから押し出された繊維とは区別される。本明細書で用いる「多成分不織ウェブ」という用語は、多成分繊維を含んでなる不織ウェブのことを指す。多成分ウェブは、多成分繊維に加えて、単一成分および／またはポリマーブレンド繊維を含んでなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、液体および気体のろ過を含めた流体ろ過に用いるのに好適な複合膜において基材として用いられる不織シート、および基材表面にマイクロポーラス膜形成溶液をキャスティングすることにより作製された複合膜に関する。本発明の基材は、いくつかの異なる構造のうち１つを有することができる。基材は、その厚さを通して孔径勾配を有するスパンボンド布帛とすることができる。基材は、異なる平均孔径を有する２つのスパンボンド層のラミネートを含んでなる布帛とすることがきる。基材はまた、２つのスパンボンド層間に少なくとも１つのメルトブローン層を含んでなるスパンボンド−メルトブローン−スパンボンド多層基材とすることもできる。各実施形態において、基材は、バリア層を提供して、使用中、膜キャスティング溶液が、基材の上側の大きな孔を通過して、制御された厚さまで基材に浸透できるようにする。
【００３０】
一実施形態において、基材は、その厚さを通して孔径勾配を有するスパンボンド布帛である。基材は、キャスティング表面と下部表面とを有する。平均孔径は、キャスティング表面で約１５μｍ〜約２００μｍ、下部表面で約１μｍ〜約２０μｍである。この構造は、複数の連続した紡糸ビームを有するプロセスで、可動収集ベルト上で繊維を溶融紡糸することにより形成してよい。紡糸ビームは、紡糸口金ホールサイズと間隔等の紡糸条件に関して異なり、メルトスパン繊維の連続スパンスパンボンドウェブまたは層は、異なる平均孔径を有する。構造はまた、紡糸ビーム下の収集ベルトに１回通過させてスパンボンド布帛を溶融紡糸した後、布帛の片側のみを結合することによって形成してもよく、こうすると、布帛の２つの対向表面間の孔径が変わる。孔径を減じた深さが、バリア層として機能して、キャスティング溶液が、基材にさらに浸透するのを防ぐ。
【００３１】
他の実施形態において、基材は、異なる平均孔径を有する２つのスパンボンド層（ＳＳ）、溶液がキャスティングされる上部スパンボンド層および下部スパンボンド層のラミネートを含んでなる布帛である。本実施形態において、スパンボンド層は、接着剤の使用、熱カレンダ加工、超音波ボンディング等の公知のラミネーション手段により一緒にラミネートされる。上部スパンボンド層のキャスティング表面の平均孔径は、約１０μｍ〜約２００μであり、一方、下部スパンボンド層の下部表面の平均孔径は、約１μｍ〜約２０μｍである。スパンボンド繊維の直径は、約１０μｍ〜約２５μｍであり、約１５μｍ〜約２０μｍであると有利である。上部スパンボンド層は、大きめの繊維直径を有することができ、そうすると、後または下部スパンボンド層よりも大きな平均孔径となる。上部スパンボンド層によって、キャスティング溶液が浸透でき、それによって、マイクロポーラス膜が基材に良好に接着する。しかしながら、下部スパンボンド層の平均孔径が小さく、孔径分布が狭いと、下部層が、膜溶液の浸透深さを制御するバリア層として機能するために、溶液がさらに浸透するのが妨げられる。
【００３２】
本発明のさらに他の実施形態において、基材は、２つのスパンボンド層間に少なくとも１つのメルトブローン層を含んでなるスパンボンド−メルトブローン−スパンボンド多層構造（ＳＭＳ、ＳＭＭＳ等）を含んでなる布帛である。本実施形態において、少なくとも１つのメルトブローン層は、２つの別のスパンボンド層間に挟まれ、ＳＭＳ構造は、接着剤、熱カレンダ加工、超音波ボンディング等の公知の手段により一緒に結合される。上部スパンボンド層のキャスティング表面の平均孔径は、約１０μｍ〜約２００μである。メルトブローン層の繊維の直径は、約０．５μｍ〜約１０μｍであり、約２μｍ〜約７μｍであると有利である。メルトブローン層の平均孔径は、約１μｍ〜約２０μｍである。メルトブローン層は、狭い孔径分布、例えば、最低と最大孔径間が２０μｍ未満の差を有しており、最低と最大孔径間が約１０μｍの差であると有利である。メルトブローン層は、小さな平均孔径および孔径分布のために、バリア層として機能して、基材において、膜溶液の浸透する深さを決める、または制御する。本実施形態において、スパンボンド層の平均孔径が大きいと、溶液がスパンボンド層へ浸透することによって、マイクロポーラス膜の基材への接着が改善され、メルトブローン層が配置されて、膜溶液が広がるのを防ぎ、溶液が基板全体に浸透（ストライクスルー）しないようにすることができる。本発明の本実施形態においては、メルトブローン層がバリア層として機能するため、下部スパンボンド層の平均孔径は重要ではない。
【００３３】
基材は、最終複合膜の特定の用途にとって適切な特性、例えば、耐熱性、耐化学性、生体適合性および硬化や乾燥等の後処理との適合性を有するポリマー材料で形成される。本発明で用いるのに好適なポリマーとしては、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド、ポリフェニレンスルフィドおよびポリ塩化ビニルが挙げられる。
【００３４】
本発明の多層不織シートは、二成分繊維か、繊維のブレンドのいずれかとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ポリマーとポリエチレン（ＰＥ）の組み合わせ、またはＰＥＴとＰＥＴのコポリマー（ｃｏＰＥＴ）の組み合わせとすることができる。ＰＥＴ／ｃｏＰＥＴの組み合わせを用いると、不織シートの結合プロセスが改善されることが分かった。僅かに異なる溶解温度を有するポリマーを用いると、高融点ポリマー成分、ＰＥＴ成分の繊維強度を保持することができ、一方、低融点ポリマー成分、ｃｏＰＥＴまたはＰＥ成分を、適切な結合点および均一性とするために、流動することができる。多層不織シートのスパンボンド層の繊維は、シース−コア構成を有することができ、低融点ポリマー（ｃｏＰＥＴまたはＰＥ）が、シース成分であり、ＰＥＴポリマーがコア成分である。ＳＭＳ多層不織シート構造を用いるとき、スパンボンド層は、上述したシース−コア構成を有することができ、一方、メルトブローン層は、高融点ポリマー（ＰＥＴ）と低融点ポリマー（ｃｏＰＥＴまたはＰＥ）微細繊維のブレンドまたは混合物とすることができる。あるいは、ＳＭＳ多層不織シート構造を用いるときは、スパンボンド層かメルトブローン層のいずれかが、上述した通り、高融点成分としてＰＥＴの二成分繊維と、低融点成分としてｃｏＰＥＴまたはＰＥを含んでなる。
【００３５】
本発明の基材を用いると、現行の基材と比べて、数多くの利点が得られる。基材は、ポーラスな繊維状不織表面を有していて、膜溶液と良好に連結するため、マイクロポーラス膜層に良好に接着して、剥離の可能性を減じる。基材は、均一な厚さおよび坪量を有しており、このことは転じて、複合膜の厚さの均一性に寄与する。基材の平均孔径および孔径分布を制御すると、基材におけるキャスティング溶液の浸透深さが極めて均一となって、複合膜全体の均一性も改善される。本発明の基材はまた、平滑な表面を有していて、基材を用いて作製された複合膜にはピンホールが実質的にない。
【００３６】
膜溶液がキャスティングされる基材表面は平滑で、起毛繊維やループが実質的にない。起毛繊維やループは、マイクロポーラス膜を基材上にキャスティングすると、ピンホールとなり得て、均一なマイクロポーラス膜層の形成の妨となる。マイクロポーラス膜中の欠陥は、バブルポイント試験を用いて検出することができる。平滑な表面を得るには、互いに対向する２つの平滑な表面のローラをプレスすることにより形成されたニップのようなカレンダニップに通過させることによって、基材をカレンダ加工する。ロールの１つは、通常、加熱された金属ロールであり、第２の（バックアップ）ロールは、通常、ゴムコートロール等、軟性材料でできた表面を有している。第２のロールは、通常、非加熱で、約７０〜約１００のショアＤ硬さを有しているのが好ましい。カレンダニップ圧と組み合わせたバックアップロールの硬さによって、ニップコンタクトフットプリントのサイズが決まる。軟性ロールだと、大きく撓む可能性があって、ロール間に大きなコンタクトフットプリントが作成される。フットプリントが大きければ大きいほど、不織ウェブが、ニップにおいて温度と圧力を受ける時間が長くなり、ウェブの熱結合の程度が大きくなる。
【００３７】
基材が単一成分の繊維から形成された本発明の実施形態において、カレンダ加工されたシートを形成するのに用いた組み合わせのカレンダ加工プロセス条件（ロール温度、ニップ圧および滞留時間または線速度）を選択すると、ポリマーの溶解による大幅な流動なしに、ポリマーの軟化により繊維交差点で繊維間結合がなされる。
【００３８】
基材が、多成分繊維（例えば、低融点ポリマー成分と高融点ポリマー成分とを有する二成分繊維）から形成された本発明の実施形態において、本発明の平滑なカレンダ加工されたシートを形成するのに用いた組み合わせのカレンダ加工プロセス条件を選択して、ウェブ中の多成分繊維の低融点ポリマー成分が繊維間の間隙に流動して部分的にそこを充填し、一方、多成分繊維の高融点ポリマー成分は固体のままとなるようにする。低融点ポリマー成分が、繊維間の間隙に大量に流動して、連続または半連続フィルムが形成されるような条件下でカレンダ加工されたカレンダ加工シートは、ここでは、重カレンダ加工シートと呼び、低融点成分を大量に流すことなく、低融点ポリマー成分の溶解／軟化により繊維交差点で主に、繊維間結合となる条件下でカレンダ加工された平滑カレンダ加工シートとは区別される。カレンダ加工中、所望する程度のポリマーの流動を達成するには、所望量のポリマーの流動が得られるまで、加熱ロール温度を、低融点ポリマー成分の融点近くに保ち、線速度およびニップ圧により、ニップにおける滞留時間を調整する。ロール加熱媒体（例えば、油、電気等）の温度と、カレンダロールの表面温度との差は、用いるカレンダ加工装置に強く作用するため、ローラの加熱のし過ぎや、加熱が不十分とならないよう注意する必要がある。
【００３９】
本発明のカレンダ加工シートは、業界に公知の様々なカレンダロール構成を用いて結合することができる。本発明の一実施形態において、不織布を、平滑な加熱金属ロールと平滑な非加熱バックアップロールとにより形成された第１のカレンダニップに通過させて、布帛の片側を平滑カレンダ加工し、布帛を、平滑な加熱金属ロールと、非加熱バックアップロールにより形成された他のニップに直ぐに通過して、布帛の反対側を平滑カレンダ加工する。あるいは、不織布を、平滑な加熱金属ロールと、平滑な非加熱バックアップロールにより形成されたニップに通過して、１回の通過で、布帛の片側を平滑カレンダ加工することもできる。
【００４０】
カレンダ加工プロセスは、不織布の形成直後にインラインで実施することができる。あるいは、予め作成した不織布を、別のプロセスでカレンダ加工することもできる。予め作成された不織布は、別の工程でカレンダ加工するためにロールアップする前に、熱的点結合等により、予め結合することができる。
【００４１】
多成分不織布が、１つもしくはそれ以上のメルトブローン層を含んでなるときは、カレンダ加工条件を上述したように選択して、スパンボンド層の低融点成分が溶解して、スパンボンド繊維間の間隙に流動するようにする。メルトブローン層は、単一成分メルトブローン層または多成分メルトブローン層とすることができる。メルトブローン層が、低融点成分と高融点成分とを含んでなるメルトブローン繊維の多成分層であるときは、カレンダ加工条件を選択して、低融点メルトブローン成分が溶融して、メルトブローン繊維間の間隙に流動するようにする。あるいは、カレンダ加工条件を選択して、低融点メルトブローン成分が大幅に流動しないようにする。
【００４２】
スパンボンド、ＳＳ、ＳＭＳまたはＳＭＭＳ等の布帛から形成されたカレンダ加工シートは、液体または気体から物質を分離するろ過または分離に好適な複合膜を形成するのに用いるキャスティング基材として用いるのに特に好適である。これらの用途について、複合膜は、マイクロポーラス膜と、基材としてカレンダ加工シートとを含む。
【００４３】
カレンダ加工シートの機械方向と交差方向の両方で測定したトラップ引き裂き強さは、約０．５ｌｂ（２．２Ｎ）〜約１５ｌｂ（６７Ｎ）であり、機械方向と交差方向の両方で測定したグラブ強さは少なくとも約１５ｌｂ（６７Ｎ）であるのが好ましい。
【００４４】
複合膜を形成するには、ポリマー溶液を公知の方法により、繊維状不織基材上にキャスティングして、マイクロポーラス膜と基材からなる複合膜を形成する。ポリマー溶液の溶剤は、蒸発または水浴での抽出により後に除去する。基材上に溶液をキャスティングして、複合膜を形成する公知の方法は、膜技術および応用（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）（第２版）リチャード・ベーカー（Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｂａｋｅｒ）、ウィリー（Ｗｉｌｅｙ）、２００４年（１１９頁、「溶液コート複合膜（Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）」）に記載されている。
【００４５】
マイクロポーラス膜層の基材への接着は、膜溶液の基材への親和性を改善することにより改善できる。基材の膜溶液への親和性は、コロナ処理や、バインダーや界面活性剤によるパジングやスプレー等従来の方法によって改善することができる。
【００４６】
本発明の複合膜は、海水をろ過して飲料水を得たり、飲食、医薬および生物医薬処理に必要とされる超純水を与えたり、化学パルプ製紙工業に純水を与える等の様々な用途、ならびに、廃水処理、油乳剤廃液処理、乳業におけるホエー処理、生物マイクロ分子の濃縮、マイクロエレクトロニクス製造、発酵および研究室／分析用途をはじめとする様々な他の工業用途に有用である。複合膜はまた、これらに限られるものではないが、空気、窒素、ヘリウム、二酸化炭素、酸素、アルゴン、アセチレン、水素および一酸化炭素をはじめとするガスから汚染物質を除去するのにも有用である。
【００４７】
試験方法
上記の説明および以下の実施例において、以下の試験方法を用いて、様々な記録された特徴および特性を求めている。ＡＳＴＭとは、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）のことである。ＴＡＰＰＩとは、紙パルプ技術協会（Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｌｐ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）のことである。
【００４８】
坪量は、布帛またはシートの単位面積当たりの質量の基準であり、ここに参考文献として援用されるＡＳＴＭ  Ｄ−３７７６により求め、ｇ／ｍ２で記録してある。
【００４９】
ここに記録されたポリマーの溶解温度（融点とも呼ぶ）は、ここに参考文献として援用されるＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−９９に従って、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定され、摂氏度でＤＳＣ曲線のピークとして記録されている。融点は、ポリマーペレットおよび１分当たり１０℃の加熱速度を用いて測定した。
【００５０】
ショアＤ硬さは、ゴム硬さの基準であり、ここに参考文献として援用されるＡＳＴＭ  Ｄ２２４０に従って測定される。
【００５１】
不織材料の厚さは、ここに参考文献として援用されるＴＡＰＰＩ−Ｔ４１１ｏｍ−９７により測定される。
【００５２】
エルメンドルフ（Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ）引き裂きは、切断部または切れ目からの初期の引き裂きを広げるのに必要とされる力の基準である。エルメンドルフ（Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ）引き裂きは、ここに参考文献として援用されるＡＳＴＭ  Ｄ１４２４に従って、機械方向（ＭＤ）と交差方向（ＸＤ）の両方について、測定され、ｌｂまたはＮの単位で記録してある。
【００５３】
ストリップ引張り強さは、シートの破壊強さの基準であり、ここに参考文献として援用されるＡＳＴＭ  Ｄ５０３５に従って、ｌｂまたはＮの単位で記録してある。機械方向と交差方向の両方について、５回の測定を行い平均した。
【００５４】
フレージャ（Ｆｒａｚｉｅｒ）透気度は、シートの透気度の基準であり、ＡＳＴＭ  Ｄ７３７に従って測定され、ｍ３／分／ｍ２の単位で記録してある。
【００５５】
平均孔径および孔径分布は、ポーラスマテリアルズ社（Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．）（ニューヨーク州、イサカ（Ｉｔｈａｃａ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ））より入手可能な毛管フロー透過性解析機型番ＣＦＰ−３４ＲＴＦ８Ａ−３−６−Ｌ４により、試験方法ＡＳＴＭ  Ｅ１２９４に従って測定された。
【００５６】
トラップ引き裂き強さは、初期の引き裂きを広げるのに必要とされる力の基準であり、ＡＳＴＭ  Ｄ５７３３−９０に従って測定した。
【００５７】
グラブ引張り強さは、シートの破壊強さの基準であり、ＡＳＴＭ  Ｄ５０３４−９０により測定された。
【００５８】
実施例
以下の実施例は、複合膜に用いるキャスティング基材において層として有用な平滑カレンダ加工スパンボンドシートの作製を示すものである。
【００５９】
実施例１〜７
本実施例は、シース−コア繊維を含有するスパンボンド不織布をカレンダ加工することにより作製された平滑カレンダ加工スパンボンドシートの作製を示すものである。これらの層は、本発明によるＳＳ構造の下部層として好適である。
【００６０】
スパンボンド不織布は、融点が約２１５℃、固有粘度が０．６５のコポリエステルをシール成分として、融点が約２６０℃のポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）をコア成分として用いて、複合スパンボンドプロセスで作製した。コポリエステルとＰＥＴ樹脂は、使用前、乾燥させて結晶化させた。
【００６１】
ＰＥＴとコポリエステルは、別の押出し機で加熱して押し出し、ろ過し、計量して、シース−コアフィラメント断面を与えるように設計された複合スピンブロックとした。ポリマーを計量して、繊維重量に基づいて、３０％のコポリエステル（シース）と７０％のＰＥＴ（コア）の繊維を提供した。フィラメントを、２つの対向する冷却ボックスから提供される冷却空気により、冷却ゾーンで冷却した。フィラメントを空気式延伸ジェットに通して、フィラメントを延伸し、真空吸引により支援しながら、可動収集またはレイダウンベルト上に堆積した。レイダウンベルトの速度を調整して、約２ｏｚ／ｙｄ２（６８ｇ／ｍ２）または約３ｏｚ／ｙｄ２（１０２ｇ／ｍ２）の望ましい坪量を有する最終ウェブが得られるようにした。得られたスパンボンド不織布を、ロールに巻く前に、運搬のために軽く点結合した。
【００６２】
軽く点結合された布帛を、後の工程で、重カレンダ加工した。各サンプルについてのカレンダ加工条件を表１に示す。温度とは、表面熱電対パイロメータにより測定されたロールの面温度のことを指す。金属／金属ニップの場合には、両ロールを加熱し、金属／複合ニップの場合には、金属ロールのみを加熱した。布帛をカレンダ加工に２回通過させた。両通過共、同じカレンダ加工条件を用いた。１回目の通過後、布帛をコアに巻き付けた。２回目の通過については、この布帛の向きが、１回目の通過の際に複合ロールに対向する面が、２回目の通過の際に金属ロールに対向する、または、１回目の通過の際に上部金属ロールに対向する面が、２回目の通過の際に下部金属ロールに対向するようなものとした。
【００６３】
【表１】
2009519818.tif 000002
【００６４】
【表２】
2009519818.tif 000003
【００６５】
実施例８〜１３
本実施例は、鎖状低密度ポリエチレンとＰＥＴとを含有する二成分繊維を含有するシース−コアスパンボンド不織布であって、その厚さに孔径勾配を有する不織布をカレンダ加工することにより、平滑なカレンダ加工シートの作製を示すものである。この勾配は、２つのインラインの複合スピンブロックからスパンボンド不織布を形成することにより作られる。第１と第２のスピンビームについて異なるシース／コア比を選択することにより、カレンダ加工後、布帛に孔径勾配が作られる。
【００６６】
シース−コアスパンボンド布帛は、融点が約１２６℃の鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）をシース成分として、融点が約２６０℃のＰＥＴをコア成分として用いて、複合スパンボンドプロセスで作製した。ＰＥＴ樹脂は、使用前、結晶化し、乾燥させた。
【００６７】
ＰＥＴとＬＬＤＰＥポリマーを加熱し、別の押出し機で押し出し、ろ過し、計量し、シース−コアフィラメント断面を与えるように設計された第１の複合スピンブロックとした。ポリマーを計量して、各成分の重量に基づいて、所望のシースコア比の繊維を提供した。フィラメントを、２つの対向する冷却ボックスから提供される冷却空気により、冷却ゾーンで冷却した。フィラメントを空気式延伸ジェットに通して、フィラメントを延伸し、真空吸引により支援しながら、可動収集またはレイダウンベルト上に堆積した。第１の複合スピンブロックからの固化しなかった繊維ウェブは、第１の複合スピンブロックと並んだ、シース−コアフィラメント断面を与えるよう設計された第２の複合スピンブロック下を通過した。ポリマーを計量して、各成分の重量に基づいて、第２のスピンブロックから所望のシースコア比で繊維を与えた。フィラメントを、２つの対向する冷却ボックスから提供される冷却空気により、冷却ゾーンで冷却した。フィラメントは空気式延伸ジェットを通過して、フィラメントを延伸し、真空吸引により支援しながら、第１のスピンブロックからウェブ上に堆積した。第１および第２のスピンブロックの両方からのフィラメントを含有する得られるスパンボンドウェブの坪量は約２．５ｏｚ／ｙｄ２（８５ｇ／ｍ２）であり、ロールに巻く前に、運搬のために軽く点結合した。
【００６８】
これらのウェブを、第２の工程で重カレンダ加工した。ロールを１回通過、直線で通し、複合ニップに金属のある構成でカレンダ加工した。複合ロールは、ショアＤ硬さが７８のナイロンであった。カレンダ加工条件を表２に示す。
【００６９】
【表３】
2009519818.tif 000004
【００７０】
【表４】
2009519818.tif 000005
【００７１】
最低孔径と最大孔径との間の差により測定した孔径分布は、上部層については約３５μｍ、下部層については約２０μｍであった。
【００７２】
実施例１４〜１５
これらの実施例は、スパンボンド層にコポリエステル−ＰＥＴシース−コア繊維を有する平滑カレンダ加工ＳＭＳシートの作製を示すものである。
【００７３】
上部および下部スパンボンド層の坪量が、それぞれ、１．２５ｏｚ／ｙｄ２（４２．４ｇ／ｍ２）および１．０ｏｚ／ｙｄ２（３３．９ｇ／ｍ２）であり、ＰＥＴ部分（コア）とｃｏＰＥＴ部分（シース）の重量パーセントが、それぞれ５０％であり、ＰＥＴホモポリマーの固有粘度が０．６４である以外は、実施例１〜７に従って、これらの実施例で用いるスパンボンド層を作製した。
【００７４】
これらの実施例で用いたメルトブローン層は、並列押出し機を有する並列複合メルトブローンプロセスを用いて形成された。これらの実施例において、融点が約２１５℃のコポリエステル５０重量％と融点が約２６０℃のＰＥＴ５０重量％の良混合ポリマーブレンドを形成し、そのブレンドを各押出し機に供給した。両樹脂を使用前結晶化させた。両ポリマーの溶融粘度を、ＰＥＴペレットの湿潤により紡糸プロセス中に調整した。各押出し機から、ブレンドを押し出し、ろ過し、計量して、並列メルトブローンフィラメント断面を与えるように設計された複合スピンブロックとした。ブレンドを各押出し機からスピンブロックまで計量して、得られるサイド−バイ−サイド繊維が、各押出し機から５０重量％となるようにした。フィラメントは、スピンパックから高圧高温の気流へ現れた。スピンパックの下で、冷却空気を、２つの対向する冷却ボックスからフィラメントへ向けた。フィラメントを、真空吸引により支援しながら、レイダウンベルト上に堆積した。レイダウンベルトの速度を調整して、最終メルトブローンウェブの所望の坪量を与えるようにした。得られたメルトブローンウェブの坪量は、約０．５ｏｚ／ｙｄ２（１７ｇ／ｍ２）であり、さらに結合せずにロールに巻いた。
【００７５】
複合構造を、実施例１〜７に記載した結合セットアップを用いて、第２の工程で組み立てた。これらのサンプルに用いた結合条件を表３に示す。
【００７６】
実施例１４および１５で用いたスパンボンド層は、表３に挙げた結合条件を用いてメルトブローン層なしで結合した。得られたスパンボンド−スパンボンド（ＳＳ）構造は、表３に示す平均孔径であることが分かった。ＳＳ構造の平均孔径を用いて、それぞれのＳ層の平均孔径を概算した。ＳＳ構造の平均孔径測定値は、Ｓ層の平均孔径測定値に近いからである。この平均孔径概算値は、実施例１４および１５のＳＭＳ構造の平均孔径測定値と対照的であり、ＳＭＳ構造内の孔径勾配が示されている。
【００７７】
【表５】
2009519818.tif 000006
【００７８】
【表６】
2009519818.tif 000007
【００７９】
実施例１６〜１７
これらの実施例は、スパンボンド層にコポリエステルＰＥＴシース−コア繊維を有する平滑カレンダ加工ＳＭＳシートの作製を示すものである。
【００８０】
これらの実施例に用いたスパンボンド層を、前の実施例に従って作製した。上部および下部スパンボンド層の坪量は、それぞれ、１．２５ｏｚ／ｙｄ２（４２．４ｇ／ｍ２）および１．０ｏｚ／ｙｄ２（３３．９ｇ／ｍ２）である。ただし、これらの実施例においては、下部スパンボンド層として用いた１．０ｏｚ／ｙｄ２（３３．９ｇ／ｍ２）複合スパンボンドのシース／コア比は３０／７０（ｃｏＰＥＴシース、ＰＥＴコア）であった。前の実施例のように、上部スパンボンド層として用いた１．２５ｏｚ／ｙｄ２（４２．４ｇ／ｍ２）複合スパンボンドのシース／コア比は５０／５０（ｃｏＰＥＴシース、ＰＥＴコア）であった。
【００８１】
これらの実施例で用いたメルトブローン層は、２つの成分として、融点が約２１５℃のコポリエステルと、融点が約２６０℃のＰＥＴを用いて、複合メルトブローンプロセスを用いて形成した。両樹脂を使用前結晶化させた。ＰＥＴおよびコポリエステルを別々の押出し機で加熱して、押出し、ろ過し、計量して、並列メルトブローンフィラメント断面を有する繊維を与えるように設計された複合スピンブロックとした。ポリマーを計量して、繊維重量に基づいて、５０％コポリエステルと５０％ＰＥＴの繊維とした。フィラメントは、スピンパックから高圧高温の気流へ現れた。スピンパックの下で、冷却空気を、２つの対向する冷却ボックスからフィラメントへ向けた。フィラメントを、真空吸引により支援しながら、レイダウンベルト上に堆積した。レイダウンベルトの速度を調整して、最終メルトブローンウェブの所望の坪量を与えるようにした。得られたメルトブローンウェブの坪量は、約０．５ｏｚ／ｙｄ２（１７ｇ／ｍ２）であり、さらに結合せずにロールに巻いた。
【００８２】
複合構造を、実施例１〜７に記載した結合セットアップを用いて、第２の工程で組み立てた。これらのサンプルに用いた結合条件を表４に示す。
【００８３】
実施例１６〜１７で用いたスパンボンド層（実施例１４〜１５に記載）は、表４に挙げた結合条件を用いてメルトブローン層なしで結合した。得られたスパンボンド−スパンボンド（ＳＳ）構造は、表４に示す平均孔径であることが分かった。ＳＳ構造の平均孔径を用いて、それぞれのＳ層の平均孔径を概算した。これは、実施例１６および１７のＳＭＳ構造の平均孔径測定値と対照的であり、ＳＭＳ構造内の孔径勾配が示されている。
【００８４】
【表７】
2009519818.tif 000008
【００８５】
【表８】
2009519818.tif 000009
【００８６】
メルトブローン層の平均孔径は、約５μｍであり、最低と最大孔径の差は約１１μｍである。上部スパンボンド層の平均孔径は、約１５μｍであり、最低と最大孔径の差は約５０μｍである。上部層とバリア層との間の勾配は、約１０μｍ、すなわち、上部層とバリア層の平均孔径の差である。
【００８７】
実施例１８
本実施例は、スパンボンド層にＬＬＤＰＥ−ＰＥＴシース−コア繊維、メルトブローン層にＬＬＤＰＥ−ＰＥＴサイド−バイ−サイド繊維を有する平滑カレンダ加工ＳＭＳシートの作製を説明するものである。
【００８８】
融点が約１２６℃のＬＬＤＰＥと融点が約２６０℃のＰＥＴの２成分を用いて、複合メルトブローンプロセスで、並列メルトブローンウェブを作製した。ＰＥＴ樹脂を使用前結晶化させた。ＰＥＴの溶融粘度を、ＰＥＴペレットの湿潤により紡糸プロセス中に調整して、メルトブローン繊維の所望の固有粘度を得た。
【００８９】
ＰＥＴおよびポリエチレンを、別々の押出し機で加熱し、押し出し、ろ過し、計量して、並列メルトブローンフィラメント断面を与えるように設計された複合スピンブロックとした。ポリマーを計量して、繊維重量に基づいて、３０％のポリエチレンと７０％のＰＥＴの繊維を提供するようにした。フィラメントを、高圧高温の気流へ押し出した。スピンパックの下で、冷却空気を、２つの対向する冷却ボックスから向けた。フィラメントを、真空吸引で支援しながら、レイダウンベルト上に堆積した。得られたメルトブローンウェブを、さらに結合せずにロールに巻く。得られたメルトブローンウェブの坪量は、約０．６ｏｚ／ｙｄ２（２０．４ｇ／ｍ２）であり、平均孔径は約１μｍ〜約２０μｍである。
【００９０】
複合シース−コアスパンボンド層を、ＬＬＤＰＥをシース成分として、ＰＥＴをコア成分として用いて、前の実施例８〜１３に記載したとおりにして作製する。ＰＥＴ樹脂は、使用前、結晶化し、乾燥する。
【００９１】
シース／コア比が５０／５０の繊維を提供するように設計された複合スピンブロックにより、ポリマーを計量する。レイダウンベルトの速度を調整して、坪量０．６ｏｚ／ｙｄ２（２０．４ｇ／ｍ２）の最終ウェブとする。
【００９２】
複合構造を、実施例１〜７に記載した結合セットアップを用いて、第２の工程で組み立てた。これらのサンプルは、１２１℃のロール面温度および３００ｌｂ／ｉｎ（５３ｋｇ／ｃｍ）のニップ圧を有する金属複合ニップを用いて、３０ｆｔ／分（９．１ｍ／分）の線速度で結合する。
【００９３】
実施例１９〜２０
これらの実施例は、シース−コア繊維を含有する２つの別々のスパンボンド不織布をカレンダ加工して、スパンボンド布帛を一緒にラミネートすることにより作製された平滑カレンダ加工スパンボンドシートの作製を示すものである。
【００９４】
個々のスパンボンド不織布は、融点が約２１５℃で、固有粘度が０．６５のコポリエステルをシース成分として、融点が約２６０℃のポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）をコア成分として用いて、複合スパンボンドプロセスで作製した。コポリエステルとＰＥＴ樹脂は、使用前、乾燥させて結晶化させた。層ＡおよびＢについては、ポリエステル樹脂の固有粘度は約０．６４であり、層Ｃについては、ポリエステル樹脂の固有粘度は約０．６１である。
【００９５】
各層を作製するために、ＰＥＴとコポリエステルを、個々の押出し機において加熱および押し出し、ろ過および計量して、シース−コアフィラメント断面を与えるように設計された複合スピンブロックとする。ポリマーを計量して、繊維重量に基づいて、所望のコポリエステル（シース）およびＰＥＴ（コア）比の繊維を提供する。フィラメントを２つの対向する冷却ボックスから提供される冷却空気により、冷却ゾーンで冷却した。フィラメントを空気式延伸ジェットに通して、フィラメントを延伸し、真空吸引により支援しながら、可動収集またはレイダウンベルト上に堆積した。レイダウンベルトの速度を調整して、望ましい坪量を有する最終ウェブが得られるようにした。得られたスパンボンド不織布を、ロールに巻く前に、運搬のために軽く点結合した。
【００９６】
軽く点結合された布帛を、後の工程で、一緒に重カレンダ加工した。各サンプルについてのカレンダ加工条件を表５に示す。温度とは、表面熱電対パイロメータにより測定されたロールの面温度のことを指す。布帛サンプルを直線経路で、1回目の通過では、金属と複合ニップロールを用いて、カレンダ加工した。２回目の通過については、１回目の通過と同じカレンダ加工条件を用いた。１回目の通過後、布帛をコアに巻き付けた。２回目の通過については、この布帛の向きが、１回目の通過の際に複合ロールに対向する面が、２回目の通過の際に金属ロールに対向するようなものとした。
【００９７】
【表９】
2009519818.tif 000010
【００９８】
【表１０】
2009519818.tif 000011
【００９９】
【表１１】
2009519818.tif 000012
【０１００】
実施例２１Ａおよび２１Ｂ
本実施例は、限外ろ過および精密ろ過用の複合膜に用いるのに好適なキャスティング基材の作製を示すものである。２つのポリプロピレンスパンボンド層（イタリア、ミラノ、アテックス（Ａｔｅｘ，Ｍｉ，Ｉｔａｌｙ）より市販、公称坪量約７０ｇ／ｍ２）間に挟まれたポリプロピレンメルトブローン層を有するＳＭＳポリプロピレン布帛を、軽く点結合した後、表６に示す２組の結合条件で平滑カレンダ加工した。
【０１０１】
実施例２２Ａおよび２２Ｂ
本実施例は、限外ろ過および精密ろ過用の複合膜に用いるのに好適なキャスティング基材の作製を示すものである。２つのポリプロピレンスパンボンド層（イタリア、ミラノ、アテックス（Ａｔｅｘ，Ｍｉ，Ｉｔａｌｙ）より市販、公称坪量約１０２ｇ／ｍ２）間に挟まれたポリプロピレンメルトブローン層を有するＳＭＳポリプロピレン布帛を、軽く点結合した後、表６に示す２組の結合条件で平滑カレンダ加工した。
【０１０２】
【表１２】
2009519818.tif 000013
【０１０３】
実施例２３
本実施例は、スパンボンド、メルトブローンおよびスパンボンド層を含んでなる多層ｃｏＰＥＴ／ＰＥＴ  ＳＭＳ基材へのポリスルホン溶液のキャスティングを示すものである。この多層ｃｏＰＥＴ／ＰＥＴ  ＳＭＳ基材は、実施例１６〜１７に記載した方法により作製された。ただし、メルトブローン層は、１００％ポリエステルを両押出し機に供給することにより作製した。本実施例のスパンボンド層もまた、実施例１６〜１７に記載されたとおりであった。実施例１６〜１７に記載したとおり、スパンボンドおよびメルトブローン層を一緒に結合して、別々の結合工程で複合構造を作製した。結合条件を表７に示す。この基材の物理特性も表７に示す。表４からのＳＳだけの層からの平均孔径データを用いて、実施例２３に用いた上部Ｓ層の孔径を概算することができる。ＳＭＳ構造の孔径勾配が示される。
【０１０４】
キャスティング溶液は、１−メチル−２−ピロリジノン（ＮＭＰ）中、ソルベイ（Ｓｏｌｖａｙ）より市販の２０ｗｔ％ポリスルホンＰ−３５００であった。キャスティング溶液の粘度は、３０％固体については、３０，０００ｃｐ（２番のスピンドルを０．６ｒｐｍで用いて、ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）ＬＶＴＤ回転粘度計により測定）、２０％固体については２，２３０ｃｐであった。溶液は、四角形４ミルのドクターナイフを用いて手でキャスティングして、基材サンプル表面に溶液を分配した。溶液でキャスティングした基材は、キャスティング後、１５秒脱塩水に浸して、溶液のキャスティング層から溶剤を除去した。得られたポリスルホン層の厚さは、１．５ミルであった。固化したポリスルホンは、キャスティングされたスパンボンド層表面と連結した。キャスティング溶液のストライクスルーは観察されなかった。
【０１０５】
【表１３】
2009519818.tif 000014
【０１０６】
【表１４】
2009519818.tif 000015
【国際調査報告】
2009519818.tif 000016
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