(57)【要約】本発明は、材料特性、特に引張強度特性の全体的均一性が高い不織ラミネート材料を提供するものである。本発明はまた、不織ラミネート材料を形成する方法を含み、繊維押出し・引き延ばし装置は、ウェブ製造方向すなわちＭＤに対して直角ではない角度をなすように配向される。
2006507427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合されてラミネートを形成する実質的に連続する繊維の第１ウェブ層及び実質的に連続する繊維の第２ウェブ層を含む不織ラミネート材料であって、該不織ラミネート材料の平面内でとられたあらゆる方向への本質的に等しい引張強度を有することを特徴とする不織ラミネート材料。
【請求項２】
前記実質的に連続する繊維の第１ウェブ層及び前記実質的に連続する繊維の第２ウェブ層の間に向かい合う関係で挟まれ、それらに結合された少なくとも１つの障壁材料層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の不織ラミネート材料。
【請求項３】
前記障壁層がフィルム層であることを特徴とする請求項２に記載の不織ラミネート材料。
【請求項４】
前記障壁層が通気性フィルム層であることを特徴とする請求項３に記載の不織ラミネート材料。
【請求項５】
前記障壁層が、メルトスパンマイクロファイバの少なくとも１つのウェブ層であり、前記マイクロファイバの平均直径は約１０ミクロンより小さいことを特徴とする請求項２に記載の不織ラミネート材料。
【請求項６】
オレフィンのポリマー及びコポリマーからなる群から選択されたオレフィンポリマーを含むことを特徴とする請求項４に記載の不織ラミネート材料。
【請求項７】
オレフィンのポリマー及びコポリマーからなる群から選択されたオレフィンポリマーを含むことを特徴とする請求項５に記載の不織ラミネート材料。
【請求項８】
前記第１及び第２連続繊維不織ウェブ層がスパンボンドウェブであり、前記少なくとも１つのメルトスパンマイクロファイバ層が少なくとも１つのメルトブローウェブ層であることを特徴とする請求項５に記載の不織ラミネート材料。
【請求項９】
前記スパンボンドウェブ及び前記少なくとも１つのメルトブローウェブが、プロピレン、エチレン、及びブチレンのポリマー及びコポリマー、並びにこれらのブレンドからなる群から選択されたオレフィンポリマーを含むことを特徴とする請求項８に記載の不織ラミネート材料。
【請求項１０】
前記メルトブローウェブがさらに、フッ化炭素化合物添加剤を含むことを特徴とする請求項９に記載の不織ラミネート材料。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記スパンボンドウェブは、フッ化炭素化合物添加剤を含むことを特徴とする請求項１０に記載の不織ラミネート材料。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記スパンボンドウェブはさらに、局所帯電防止処理剤を含むことを特徴とする請求項９に記載の不織ラミネート材料。
【請求項１３】
請求項４に記載の不織ラミネート材料からなる外科用ガウン。
【請求項１４】
請求項１０に記載の不織ラミネート材料からなる外科用ガウン。
【請求項１５】
請求項４に記載の不織ラミネート材料からなる外科用ドレープ。
【請求項１６】
請求項５に記載の不織ラミネート材料からなる外科用ドレープ。
【請求項１７】
請求項４に記載の不織ラミネート材料からなる滅菌ラップ材料。
【請求項１８】
請求項５に記載の不織ラミネート材料からなる滅菌ラップ材料。
【請求項１９】
請求項４に記載の不織ラミネート材料からなる保護作業衣。
【請求項２０】
請求項５に記載の不織ラミネート材料からなる保護作業衣。
【請求項２１】
請求項５に記載の不織ラミネート材料からなるフェイスマスク。
【請求項２２】
多層不織ラミネート材料を形成する方法であって、
ａ）ＭＤ方向に対して約３００度から約３３０度の角度に配向された連続繊維の第１供給源からの複数の第１連続繊維と、ＭＤ方向に対して約３０度から約６０度の角度に配向された連続繊維の第２供給源からの複数の第２連続繊維とを準備し、
ｂ）少なくとも１つの障壁材料層を準備し、
ｃ）前記少なくとも１つの障壁材料層が前記第１及び第２の複数の連続繊維の間に配置される状態で前記複数の第１連続繊維、前記障壁材料及び前記複数の第２繊維を移動形成面上に集積して前記多層不織材料を形成し、
ｄ）前記多層不織材料を互いに結合して、多層不織ラミネート材料を形成する、
ステップを含む方法。
【請求項２３】
前記連続繊維を前記移動形成面上に集積するステップの前に、前記第１及び第２の複数の連続繊維の少なくとも１つを帯電させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの障壁材料層は、前記第１及び第２の連続繊維供給源の間でＭＤ方向に対して約３００度から約３３０度の角度をなすように配向して配置された第１メルトブローダイによって形成されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの障壁材料層は、前記第１及び第２の連続繊維供給源の間でＭＤ方向に対して約９０度の角度をなすように配向して配置された少なくとも１つのメルトブローダイによって形成されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１メルトブローダイと前記第２連続繊維供給源との間でＭＤ方向に対して約３０度から約６０度の角度をなすように配向して配置された第２メルトブローダイによって形成された第２障壁材料層を与えることをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの障壁材料層は、メルトブロー材料のロールからメルトブロー材料を繰出すことによって形成されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記連続繊維の第１供給源は、ＭＤ方向に対して約３１５度をなすように配向され、前記連続繊維の第２供給源は、ＭＤ方向に対して約−４５度をなすように配向されたことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
多層不織ラミネート材料を形成する方法であって、
ａ）各々が、ＭＤ方向に対して、約３０度〜約６０度、及び約３００度〜約３３０度からなる群から選択された角度をなすように配向された繊維形成装置により形成された連続繊維の第１ウェブ及び連続繊維の第２ウェブを用意し、
ｂ）前記第１ウェブ及び前記第２ウェブの１つを反転させ、
ｃ）前記第１ウェブと前記第２ウェブの間に配置された少なくとも１つの障壁材料層を与え、
ｄ）前記第１ウェブ、前記障壁材料及び前記第２ウェブを互いに結合して多層不織ラミネート材料を形成する、
ステップを含む方法。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの障壁材料層が通気性フィルム層であることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの障壁材料層がメルトブロー層であることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度特性均一性の高い不織ラミネート材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日使用されている多くの医療用ケア衣類及び製品、保護着衣類、埋葬及び獣医用製品、並びに個人用ケア製品は、部分的又は全体的に不織ウェブ材料で構成されている。こうした製品の例としては、手術用ドレープ、手術着、フェイスマスク、滅菌ラップ材料及び包帯のような医療用及び健康ケア製品、カバーオール及び白衣のような保護用作業衣類、並びにおむつ、トレーニングパンツ、水着、失禁衣類及び失禁パッド、衛生ナプキン、拭取材のような幼児、子供及び成人の個人用ケア吸収性製品などが挙げられるが、これらに限定されない。こうした用途において、不織繊維性ウェブは、従来の織物又は編物生地材料の特性に匹敵し得るような、感触の良い、快適で審美的な特性を与える。
【０００３】
不織材料及び不織ラミネート材料の多くの用途においては、強度が重要な特性である。より具体的には、強度の高い均一性が重要な特性である場合が多い。滅菌中の外科用器具及び供給トレイをカバーするのに用いられる滅菌ラップ材料、外科手術室の人員によって着用される外科用ガウン、及び工業施設において着用される使い捨て保護衣類といった用途においては、材料が、生物学的及び化学的汚染物質に対して防護できることが非常に重要である。これを達成するためには、材料は、汚染物質の侵入を許すことになる裂け又は材料の破れの発生に耐えるのに十分なだけの強度をもたなければならない。不織材料には多くの異なる方向に引裂き力がかかるので、材料の破れが生じることへの良好な防護のためには、強度が高いだけでなく、強度均一性が高いことが必要である。例えば、ラップされ、滅菌された後に、不織材料でラップされた外科用トレイは、搬送及び貯蔵の間に様々な人によって取り扱われることになり、それぞれの取り扱い時に、不織滅菌ラップ材料が破れる場合があり、トレイの滅菌された内容物に汚染物質が入れる可能性がある。不織外科用ガウン及び不織工業用保護服といった衣類においては、特に肩、肘、及び膝といった接合部における着用者の身体の動きによって、多くの方向から該材料に同時に又は連続して力がかかることがある。着用者の身体の動きによるこれらの力は、衣類を引裂いて、着用者を生物学的感染物質又は化学的汚染物質に露出することになる。
【０００４】
不織ウェブ材料は、編布又は織布におけるような規則的、反復的、かつ識別可能な形ではなく、むしろ、ほぼランダムな形で互いに重なり合わされた個々の繊維又はフィラメントの物理的構造を有する。繊維は、連続又は不連続とすることができ、一般的な分類のポリオレフィン、ポリエステル及びポリアミドからの熱可塑性ポリマー又はコポリマー樹脂、並びに多数の他のポリマーから製造されることが多い。さらに、不織布は、スパンボンド／メルトブロー（ＳＭ）及びスパンボンド／メルトブロー／スパンボンド（ＳＭＳ）ラミネート布地におけるような他の不織層と共に複合材料において使用することができ、さらにスパンボンド−フィルム（ＳＦ）及びスパンボンド−フィルム（ＳＦ）とスパンボンド−フィルム−スパンボンド（ＳＦＳ）ラミネートのような熱可塑性フィルムと組み合わせても使用することができる。
【０００５】
通常、スパンボンド及びメルトブロー不織ウェブのような不織ウェブは、機械横方向、すなわち「ＣＤ」に配向された、紡糸口金又はメルトブローダイのような繊維押出成形装置を用いて形成される。すなわち、この装置は、不織ウェブの製造方向に対して９０度の角度をなすように配向される。不織ウェブの製造方向は、「縦方向」、すなわち「ＭＤ」として知られている。しかし、前述したように、繊維は通常、ＣＤ配向された繊維押出し装置を実質的にＭＤに平行な方向に出て、形成面の移動方向に引っぱられるので、繊維は依然としてほぼランダムな形で形成面上に堆積され、得られた不織材料は、多くの繊維がＣＤよりもＭＤに配向される全体的な平均繊維方向性をもつことになる。例えば、材料引張強度及びウェブ伸長性のような特性は、繊維配向に強く影響される。
【０００６】
このＭＤ繊維方向性のために、不織材料は、普通は様々な引張強度を呈し、ＭＤ方向にとられた引張強度は、他の方向にとられた材料の引張強度より２倍又はそれ以上高い。したがって、ＭＤ以外の方向の不織材料の引張強度は非常に低く、それゆえ該材料にＭＤ以外の方向に力がかかったときに材料が損傷するか又は破れることがある。この問題への１つの解決策は、ＭＤ以外の方向の引張強度が、最終的に、不織材料が用いられることになる製品にかかるほとんど又は全ての引き裂き力に耐えるのに十分なだけ高くなるまで、不織材料の坪量を増加させることである。しかしながら、この解決策は、原材料及び製造時間の観点において費用がかかり、結果としての製品が他の必要とされるものより高価となる。結局、広範な方向にわたる特性の、特に強度特性の均一性が高く、それにより実質的に「弱い」方向をもたない製品を作ることができる不織材料、すなわち材料のｘ平面及びｙ平面の全ての方向に高い全体的な引張強度対坪量比をもつ不織材料への必要性がある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、結合されてラミネートを形成する実質的に連続する繊維の第１ウェブ層及び実質的に連続する繊維の第２ウェブ層を含み、ラミネート材料の平面内でとられたあらゆる方向への本質的に等しい引張強度を有する不織ラミネート材料を提供するものである。不織ラミネート材料はさらに、連続繊維の第１及び第２不織ウェブ層の間に向かい合う関係で挟まれた１つ又はそれ以上の障壁層を含むことが望ましい。障壁層は、メルトブロー層のようなメルトスパンマイクロファイバ層か、又は通気性フィルム層のような熱可塑性フィルム層であることが望ましい。不織ウェブ層及び／又は障壁層は、１つ又はそれ以上のオレフィンポリマーを含むことが望ましい。不織ラミネート材料は、所望の特徴を付与するために添加剤又は処理剤を含むことが望ましい。不織ラミネート材料は、多様な医療用ケア、パーソナルケア、並びに例えば外科用ドレープ及びガウンのような保護衣類製品、フェイスマスクその他の外科用衣類、滅菌ラップ及び保護作業着に有用である。
【０００８】
本発明はまた、材料製造方向に対して約３０〜６０度及び約３００度〜約３３０度の角度をなす第１及び第２連続繊維供給源、すなわち繊維製造装置により少なくとも第１及び第２の複数の連続繊維を形成し、少なくとも１つの障壁材料層を形成し、複数の第１連続繊維、障壁材料及び複数の第２繊維を移動形成面上に集積して多層不織材料を形成し、該障壁材料は、第１及び第２の複数の連続繊維の間に配置され、次いで、多層不織材料を結合して、不織ラミネート材料を形成するステップを含む方法を提供する。繊維供給源は、約４５度及び約３１５度の角度をなすように配向されることが望ましい場合が多い。障壁材料は、メルトブロー材料繰出しロールであるか或いは１つ又はそれ以上のメルトブロー形成ダイであることが望ましく、この方法はまた、連続繊維を帯電させるステップを含むことが望ましい。
【０００９】
ここでさらに提供されるのは、各々が、ＭＤ方向に対して、約３０度〜約６０度、又は約３００度〜約３３０度の角度をなすように配向された繊維形成装置から形成された少なくとも連続繊維の第１ウェブ及び第２ウェブを準備し、ウェブの１つを反転させ、第１ウェブと第２ウェブの間に配置された少なくとも１つの障壁材料層を準備し、第１ウェブ、障壁材料及び第２ウェブを互いに結合して多層不織ラミネート材料を形成するステップを含む、多層不織ラミネート材料を形成する方法である。障壁材料は、例えば、通気性フィルムか又はメルトブロー層であることが望ましい。
【００１０】
定義
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「含む」という用語は、包括的又は制限のないものであり、列挙されていない追加要素、組成成分又は方法段階を排除しない。したがって、「含む」という用語は、「本質的に〜なる」及び「〜なる」というより制限的な用語を包含する。
本明細書で用いられる「ポリマー」という用語には、一般に、ホモポリマー、コポリマー、例えばブロック、グラフト、ランダム及び交互コポリマー、ターポリマーなど、並びにそれらのブレンド及び修飾物が含まれるが、これらに限定されない。さらに、特に具体的に断らない限り、この「ポリマー」という用語は、材料の可能な空間構成を全て含む。これらの構成には、イソタクチック、シンジオタクチック、及びランダム対称が含まれるが、これらに限定されない。
【００１１】
本明細書で用いられる「繊維」という用語は、特に断らない限り、ステープル長及びより長い繊維並びに実質的に連続する繊維の両方を指す。本明細書に用いられる「実質的に連続する」フィラメントという用語は、直径より非常に大きい長さを有する、例えば約１５０００対１を超える、望ましくは５００００対１を超える長さ対直径比を有するフィラメント又は繊維を意味する。
本明細書で用いられる「一成分」繊維という用語は、ただ１つのポリマー押出物を用いて１以上の押出成形機から形成された繊維を指す。これは、着色、静電気防止特性、光沢、親水性などのために少量の添加剤が添加された１つのポリマーから形成された繊維を排除することを意味しない。このような添加剤、例えば着色のための二酸化チタンは、一般に、５重量％未満、より典型的には約２重量％の量で存在する。
【００１２】
本明細書で用いられる「多成分繊維」という用語は、別々の押出成形機から押出成形されるが、共に紡糸されて１つの繊維を形成する、少なくとも２成分のポリマー又は異なる特性若しくは添加剤を有する同一ポリマーから形成された繊維のことを指す。多成分繊維はまた、コンジュゲート繊維又は２成分繊維と称される場合がある。ポリマーは、多成分繊維の断面にわたって実質的に一定に位置された個別の区域に配置され、多成分繊維の長さに沿って連続的に延びる。このような多成分繊維の構成は、例えば一方のポリマーが他方のポリマーを囲む鞘／芯配置であってもよく、或いは並列配置、「海中の島々」配置であってもよく、或いはパイ−くさび形状として、又は丸い、楕円、又は長方形の断面を有する繊維における縞として配置されてもよい。多成分繊維は、Ｋａｎｅｋｏらの米国特許第５，１０８，８２０号、Ｓｔｒａｃｋらの米国特許第５，３３６，５５２号、及びＰｉｋｅらの米国特許第５，３８２，４００号に教示されている。２成分繊維に関して、ポリマーは７５／２５、５０／５０、２５／７５の比又はこれ以外の所望の比のいずれで存在してもよい。
【００１３】
本明細書で用いられる「二構成材繊維」又は「多構成材繊維」という用語は、同じ押出成形機からブレンドとして押出成形された少なくとも２つのポリマー、若しくは異なる特性又は添加剤を有する同一ポリマーから形成された繊維のことをいい、ここでは、ポリマーは、多成分繊維の断面にわたって実質的に一定に位置された個別の区域に配置されることはない。この一般的なタイプの繊維は、例えば、Ｇｅｓｓｎｅｒの米国特許第５，１０８，８２７号に記載されている。
本明細書で用いられる「不織ウェブ」又は「不織材料」という用語は、互いに重なり合わされているが、編布又は織布のような識別可能な様式ではない個々の繊維又はフィラメントの構造を有するウェブを意味する。不織ウェブは、例えばメルトブロー法、スパンボンド法、空気堆積方法及びカーデッドウェブ方法のような多くの製法により形成されている。不織布の坪量は、普通は１平方メートルあたりのグラム（ｇｓｍ）又は１平方ヤードあたりの材料のオンス（ｏｓｙ）で表わされ、有用な繊維直径は、普通、ミクロンで表される。（ｏｓｙからｇｓｍに変換するためにはｏｓｙに３３．９１を掛けることに留意されたい。）
【００１４】
「スパンボンド」又は「スパンボンド不織ウェブ」という用語は、紡糸口金の複数の毛細管から溶融熱可塑性ポリマーを複数の繊維として押出成形することによって形成される小直径繊維の不織繊維又はフィラメント材料のことを指す。押出成形された繊維は、冷却されると同時に引き出し機構又は他の周知の引き延ばし機構によって引き延ばされる。引き延ばされた繊維は、一般にランダムな様式で形成面に堆積又は載置されて、緩く交絡した繊維ウェブを形成し、次いで堆積繊維ウェブを結合プロセスに供し、物理的な一体性及び寸法安定性を付与する。スパンボンド布地の製造は、例えばＡｐｐｅｌらの米国特許第４，３４０，５６３号及びＭａｔｓｕｋｉらの米国特許第３，８０２，８１７号に開示されている。通常、スパンボンド繊維又はフィラメントは、２デニールを超え、約６デニールまで、又はそれ以上の単位長さあたりの重さを有するが、より細いスパンボンド繊維を製造することもできる。繊維直径に関して、スパンボンド繊維は、一般に７ミクロンを超える、より詳細には約１０〜約２５ミクロンの平均直径を有する。
【００１５】
本明細書に用いられる「メルトブロー繊維」という用語は、複数の微細な、普通は円形のダイ毛細管を通して溶融熱可塑性材料を溶融糸又は繊維として、収束する高速気体（例えば空気）流の中に押し出して、溶融熱可塑性材料の繊維を細くしてそれらの直径を低下させることによって形成される繊維又は超極細繊維を意味する。その後、メルトブロー繊維は、高速気体流によって運ばれ、集積面に堆積され、ランダムに分散したメルトブロー繊維のウェブを形成する。このような方法は、例えばＢｕｎｔｉｎの米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブロー繊維は、連続又は不連続とすることができ、一般に平均直径が１０ミクロンより小さく、多くの場合平均直径は７、さらには５ミクロンより小さく、集積面に堆積するときは一般に粘着性である。
本明細書で用いられる「ラミネート」という用語は、互いに結合され又は取り付けられた材料の２つ又はそれ以上の層又はウェブから形成された複合材料のことをいう。
【００１６】
本明細書に用いられる「熱点結合」は、結合されるべき布地又は繊維ウェブ或いはその他のシート層材料を、加熱されたカレンダロールとアンビルロールとの間に通すことを含む。カレンダロールは普通、必須ではないが、布地全体がその表面全体にわたって結合しないようにパターン付けされる。結果として、カレンダロールにおける種々のパターンが機能並びに審美的理由で開発されている。パターンの一例は点であり、ハンセン・アンド・ペニングスの米国特許第３，８５５，０４６号に教示されるような、約３０％が約２００結合／平方インチの結合域であるハンセン・ペニングス、すなわち「Ｈ＆Ｐ」パターンである。Ｈ＆Ｐパターンは、正方形点又はピン結合域を有し、各ピンは一辺の寸法が０．０３８インチ（０．９６５ｍｍ）、各ピンの間隔が０．０７０インチ（１．７７８ｍｍ）で、結合深さが０．０２３インチ（０．５８４ｍｍ）である。得られたパターンは、約２９．５％の結合域を有する。別の典型的な点結合パターンは、一辺の寸法が０．０３７インチ（０．９４ｍｍ）、ピンの間隔が０．０９７インチ（２．４６４ｍｍ）、ピンの深さが０．０３９インチ（０．９９１ｍｍ）を有する正方形のピンによる１５％の結合域を与える、拡張ハンセン・ペニングス、すなわち「ＥＨＰ」結合パターンである。さらに別の有用な点結合パターンは、Ｖｏｇｔの米国意匠特許第２３９，５６６号に示されるような拡張ＲＨＴパターンである。他の一般的なパターンには、繰り返され、僅かにずらされたダイアモンドパターン、及びその名が示す通り例えば網戸を思わせるようなワイヤ織パターンが含まれる。通常は、結合域の割合は、布地ラミネートウェブの面積の約１０％〜約３０％まで変化する。熱点結合は、層内で繊維を結合することによって個々の層に一体性を付与し、及び／又は多層ラミネートの場合には、点結合が層を互いに保持して、粘着性ラミネートを形成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、結合されてラミネートを形成する実質的に連続する繊維の少なくとも第１及び第２ウェブ層を含み、ラミネート材料のｘ−ｙ平面内でのあらゆる方向に関して本質的に等しい引張強度を有する不織ラミネート材料を提供するものである。不織ラミネート材料はさらに、連続繊維の少なくとも第１及び第２不織ウェブ層の間に挟まれ、且つそれらと向かい合う関係をもった１つ又はそれ以上の障壁層を備えることができる。ここで用いられる、材料の平面内のあらゆる方向に関して「本質的に等しい引張強度」とは、後述する１８０度の引張強度試験において、引張強度の変動が約６パーセント又はそれ以下であることを意味する。或る用途においては、引張強度の変動は、約５パーセント又はそれ以下となることが望ましく、さらに他の場合には約４パーセント又はそれ以下となることが望ましい。本発明はさらに、不織ラミネート材料を製造する方法を提供し、そして、強度均一性の高い不織ラミネート材料からの滅菌ラップ、外科用ドレープ、ガウン、フェイスマスクその他の外科用衣服といった保護布及び衣類、並びに保護作業衣を提供する。
【００１８】
前述のように、本発明の不織ラミネート材料は、少なくとも連続繊維の第１及び第２ウェブを含み、さらに、連続繊維の第１及び第２ウェブ層の間に挟まれ、且つそれらと向かい合う関係にされた１つ又はそれ以上の障壁層を含むことが望ましく、該第１及び第２ウェブ層は、図１に示される例示的な三層ラミネート材料として具体化されるように、障壁層のいずれかの側に結合される。図１は、意図される１つのタイプのラミネートを単に概略的に例示したものである。一般に、こうした多層不織ラミネート材料は、約０．１ｏｓｙから１２ｏｓｙ（約３から約４００ｇｓｍ）、又はより特定的には約０．５ｏｓｙから約５ｏｓｙの坪量を有する。図１に示されるように、不織ラミネート材料の三層の実施形態は、全体を１０で示されており、１２及び１４で示される連続フィラメントの不織ウェブ層の間に挟まれた障壁層１６を備える。連続フィラメントの不織層は、スパンボンド不織層であることが望ましく、便宜上、障壁層の「表面材」層として示されることがある。障壁層１６は、当該技術分野では公知の１つ又はそれ以上のフィルム層とすることができる。不織層１２及び１４がスパンボンド層で、障壁層１６がフィルムである場合には、不織ラミネート材料は、便宜上、スパンボンド−フィルム−スパンボンドラミネート、すなわち「ＳＦＳ」ラミネートと示されることがある。或いは、引用によりその全体をここに組み入れるＢｒｏｃｋ他の米国特許第４，０４１，２０３号に開示されるようなスパンボンド−メルトブロー−スパンボンド、すなわち「ＳＭＳ」ラミネート材料を製造するために、障壁層は、メルトスパンマイクロファイバ層を含むことができる。さらに、図１には、熱点結合法によって形成されるような例示的な結合点１８が示されている。
【００１９】
他の代替的な方法としては、多層不織ラミネート材料は、例えば多数のメルトスパンマイクロファイバ層を含む「ＳＭＭＳ」又は「ＳＭＭＭＳ」ラミネート材料におけるもののような多数の障壁材料層を含むラミネートとして形成することができる。さらに、ラミネートは、障壁層のいずれかの側に表面材層を含むことができ、表面材層自体は、連続繊維の不織ウェブ層の多数の層である。こうした多層ラミネートは、「ＳＳＦＳＳ」又は「ＳＳＭＳＳ」と示されることがある。他の組み合わせも可能である。しかしながら、本発明の利点を達成するためには、障壁層のいずれかの側の表面材層が、互いに関して同様の引張強度及び伸長性をもつことが重要であることに注意されたい。したがって、２つの表面材層が同一のものであることは要求されないが、坪量、数、及びポリマーの観点においてより類似した表面材層が用いられ、もっと平たく言えば同様の引張及び伸長特性を有する表面材層が用いられることになる。
【００２０】
連続繊維不織ウェブ層は、例えば、後述する特定の工程条件以外の全体を引用によりここに組み入れるＡｐｐｅｌ他の米国特許第４，３４０，５６３号及びＭａｔｓｕｋｉ他の米国特許第３，８０２，８１７号に開示される、当該技術分野では公知のようなスパンボンド法によって製造されることが望ましい。連続フィラメントの不織ウェブ層を製造するのに適したポリマーは、当該技術分野では公知のもののいずれであってもよく、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、並びにそれらのコポリマー及びブレンドが挙げられる。適切なポリオレフィンとしては、ポリプロピレン、例えばイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、イソタクチックポリプロピレン及びアタクチックポリプロピレンのブレンド；ポリエチレン、例えば高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び線状低密度ポリエチレン；ポリブチレン、例えば、ポリ（１−ブテン）及びポリ（２−ブテン）；ポリペンテン、例えばポリ（１−ペンテン）及びポリ（２−ペンテン）；ポリ（３−メチル−１−ペンテン）；ポリ（４−メチル−１−ペンテン）；並びにこれらのコポリマー及びブレンドが挙げられる。好適なコポリマーとしては、２以上の異なる不飽和オレフィンモノマーから調製されるランダム及びブロックコポリマー、例えばプロピレン中のエチレン又はブチレンコポリマーが挙げられる。好適なポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６／６、ナイロン４／６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２、ナイロン１２／１２、カプロラクタム及びアルキレンオキシドジアミンのコポリマーなど、並びにこれらのブレンド及びコポリマーが挙げられる。好適なポリエステルとしては、ポリラクチド及びポリ乳酸ポリマー、並びにポリエチレンテレフタレート、ポリ−ブチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリシクロヘキシレン−１，４−ジメチレンテレフタレート、及びそれらのイソフタレートコポリマー、並びにそれらのブレンドが挙げられる。連続繊維不織ウェブ層の繊維ポリマーの選択は、必要とされる最終用途、経済性及び加工性によって誘導される。ここでの好適なポリマーのリストは、網羅的なものではなく、当業者には公知の他のポリマーを用いることもできる。
【００２１】
連続繊維不織ウェブ層の繊維は、一成分繊維又は他成分繊維とすることができ、非捲縮繊維又は捲縮繊維とすることができる。捲縮多成分繊維は、かさばる又は嵩高い不織布を製造するのに非常に有用であり、柔軟性、ドレープ性、及び手触りといった布状の特性が重要な用途に用いられることが望ましい。多成分繊維の製造方法は、当該技術分野では公知である。例えば、引用によりここに組み入れられるＰｉｋｅ他の米国特許第５，３８２，４００号は、多成分繊維及びそのウェブを製造するのに適した方法を開示している。さらに、連続繊維の２つの不織ウェブ層は、同一のものである必要はなく、異なるポリマー又は異なるタイプのポリマーを用いることができることに留意されたい。例えば、不織ラミネート材料が、外科用ガウン又は他の皮膚に接触する用途に用いられるＳＭＳ材料である場合には、身体側でないスパンボンド層（着用者の身体に接触しない層）は、ポリプロピレン繊維を含むことができ、一方、身体側のスパンボンド層（着用者の最も近くに着用される層）は、ガウン材料に使用時の快適さを付加するために、捲縮多成分スパンボンド層とすることができる。別の例としては、より柔軟な又はより布状の感触をもつ不織材を製造するために、エチレン−プロピレンランダムコポリマー（「ＲＣＰ」）のようなオレフィンのランダムコポリマーが知られており、１つ又はそれ以上のスパンボンド層、特に身体側スパンボンド層は、一成分ＲＣＰスパンボンド繊維を含むことが望ましい。
【００２２】
障壁層１６がメルトスパンマイクロファイバ層である場合には、それは例えばメルトブロー層であってもよい。メルトブロー法は、当該技術分野では周知であり、ここでは詳しく説明されない。手短に述べると、メルトブロー法は、微細なダイ毛細管を通して溶融熱可塑性ポリマーを溶融糸又は繊維として押出すことを含む。溶融繊維は、収束した高速気体流（例えば加熱空気流）の中に押し出され、該繊維が細くされ又は引き伸ばされて、その直径が小さくなる。細くされた繊維は、通常は、有孔形成ベルト又はコンベヤといった収集面上に、繊維がランダムに配置されたウェブとして堆積される。メルトブロー法は、例えば、その全てを引用によりここに組み入れる、Ｂｕｎｔｉｎの米国特許第３，８４９，２４１号、Ｍｅｉｔｎｅｒ他の米国特許第４，３０７，１４３号、及びＷｉｓｎｅｓｋｉ他の米国特許第４，７０７，３９８号に開示されている。メルトスパンマイクロファイバは、１０ミクロン未満の平均直径であるべきであり、望ましくは約７ミクロン未満の平均直径であり、より望ましくは約５ミクロン未満の平均直径である。さらに、メルトスパンマイクロファイバ層は、当該技術分野では公知の二成分メルトブロー繊維のような多成分マイクロファイバを含むことができる。
【００２３】
メルトブローマイクロファイバ層を製造するのに適したポリマーは、当該技術分野では公知のいずれであってもよい。より具体的には、比較的安価であって加工の容易さのために望ましいので、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリブチレン、並びにこれらのポリマーの混合物といったオレフィンポリマーが用いられることが望ましい。高い障壁特性が望まれる場合には、メルトブロー層を製造するのに用いられるポリマーは、小さい平均孔径をもつメルトブローウェブを製造できるものとされ、ポリマーは、１０分あたり１０００グラム又はそれ以上の高い溶融流速すなわち「ＭＦＲ」をもつことが有利である。ポリマーの溶融流速は、ペンシルベニア州Ｗｉｌｌｏｗ  Ｇｒｏｖｅ所在のＴｉｎｉｕｓ  Ｏｌｓｅｎ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｃｏ．から入手可能なＭｏｄｅｌ  ＶＥ４−７８  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｐｌａｓｔｏｍｅｔｅｒを用いて、試験ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８−０１、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｒａｔｅｓ  ｏｆ  Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  Ｂｙ  Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ  Ｐｌａｓｔｏｍｅｔｅｒ」に従って測定されたとき、２．０６０ｋｇの荷重下で、例えば１０分といった特定の時間にわたって、例えば１７７℃といった指定温度において２．０９９５＋／−０．００５１ｍｍのオリフィス直径を通って流れる溶融熱可塑性ポリマーの重量を計測することによって求めることができる。例示的な溶融流速の高いポリブチレンポリマーは、約５％のエチレンを含む１−ブテンのエチレンコポリマーであり、約１０分あたり３０００グラムの溶融流速を有し、ＤＰ−８９１１という商標名でデラウェア州ウィルミントン所在のＢａｓｅｌｌ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．から入手可能である。当該技術分野では公知のように、ポリマーを部分的に分解して溶融流速を増加させ及び／又は分子量分布を狭めるために、過酸化物のようなプロ崩壊剤（ｐｒｏｄｅｇｒａｄａｎｔ）を、Ｚｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ触媒によって形成されるなど通常通りに製造されたポリマーに添加することによって、マイクロファイバ層を製造するのに有用な溶融流速の高いプロピレンポリマー（約１０００を超える溶融流速を有するポリマー）を提供することができる。ポリマーペレットに過酸化物を添加することは、Ｍｏｒｍａｎ他の米国特許第４，４５１，５８９号に記載されており、ポリマー中に過酸化物を組み入れている改良された障壁マイクロファイバ不織ウェブは、Ｔｉｍｍｏｎｓ他の米国特許第５，２１３，８８１号に開示されている。
【００２４】
より最近では、ポリマーを分解して粘度を減少させ／溶融流速を増加させるために、製造されたときに、すなわち、過酸化物のようなプロ崩壊剤を添加する必要なしに、高い溶融流速をもつ溶融流速の高いポリマーが入手可能となる。したがって、これらの溶融流速の高いポリマーは、プロ崩壊剤を用いることなく、小さい平均孔径及び良好な障壁特性を有する微細なマイクロファイバのウェブを製造することができる。好適な溶融流速の高いポリマーは、狭い分子量分布及び／又は低い多分散性（Ｚｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ触媒によって製造されるような通常のオレフィンポリマーに対して）を有するポリマーを含むことができ、「メタロセン触媒」、「シングルサイト触媒」、「制約幾何触媒」及び／又は他の同様の触媒によって触媒作用を受けたものを含む。こうした触媒及び／又はそれから作られたオレフィンポリマーの例は、単なる例として、Ｃａｎｉｃｈの米国特許第５，１５３，１５７号、Ｓｔｅｖｅｎｓ他の米国特許第５，０６４，８０２号、Ｒｏｓｅｎ他の米国特許第５，３７４，６９６号、Ｅｌｄｅｒｌｙ他の米国特許第５，４５１，４５０号、Ｋａｍｉｎｓｋｙ他の米国特許第５，２０４，４２９号、Ｅｔｈｅｒｔｏｎ他の米国特許第５，５３９，１２４号、Ｌａｉ他の米国特許第５，２７８，２７２号及び第５，２７２，２３６号、並びにＫｒｉｓｈｎａｍｕｒｔｉ他の米国特許第５，５５４，７７５号に開示されている。溶融流速の高い、分子量分布の狭い、及び多分散性の低い例示的なポリマーは、Ｓｔａｈｌ他の米国特許第５，７３６，４６５号に開示されており、ＡＣＨＩＶＥという商標名でＥｘｘｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。
【００２５】
例えば、外科用及び産業用保護衣といった或る用途においては、不織ラミネート材料がアルコール、アルデヒド、ケトン及び界面活性剤含有液体といった表面張力の低い液体に対する撥性をもつことが重要である。表面張力の低い液体に対する撥性は、局所的又は内部添加剤の使用によって、不織ラミネート材料のいずれか又は全ての層に付与することができる。例示的な撥液体性添加剤は、不織繊維層が製造されるポリマー溶融物に添加することにより局所的に又は内部的に適用されるフッ化炭素化合物である。添加剤が内部的に用いられる場合には、約０．１重量パーセントから約２重量パーセントの量、より望ましくは約０．２５から約１．０重量パーセントの量で、ポリマー溶融物に添加されることが望ましい。例えば、引用によりここに組み入れられるＰｏｔｔｓ他の米国特許第５，１４９，５７６号、及び引用によりここに組み入れられるＰｅｒｋｉｎｓ他の米国特許第５，１７８，９３１号に開示されているフッ化炭素化合物は、不織布への撥液体性を与えるのに非常に適している。メルトブロー層への内部添加剤としてフッ化炭素化合物が用いられる場合には、メルトブローは、溶融流速の高いポリプロピレンと、約５パーセントから約２０パーセントの溶融流速の高いポリブチレンポリマーとの混合物を含むことが望ましい。
【００２６】
前述のように、不織ラミネート材料は、障壁層として働くフィルム層を含むことが望ましい。例えば、当該技術分野では公知のように、蒸気又は気体を透過することができるが実質的に液体は透過しない「通気性」フィルム層は、連続繊維の外側不織ウェブ層の間にラミネートすることができ、柔軟なテクスチャ、強度及び障壁特性といった有用な特性の望ましい組み合わせを呈する通気性障壁ラミネートを与える。一般的に、フィルムは、ＡＳＴＭ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｅ９６−８０に従って計算されたときに、２４時間あたり少なくとも３００グラム毎平方メートル（ｇ／ｍ2／２４時間）の水蒸気透過率を有する場合に、「通気性」であると考えられる。例示的な通気性フィルム−不織ラミネート材料は、例えば、引用によりその全体をここに組み入れるＭａｔｈｉｓ他の米国特許第６，０３７，２８１号に記載されている。
【００２７】
当該技術分野では公知の及び前述の熱パターン結合装置は、構成材層を互いに熱点結合又はスポット結合して不織ラミネート材料にするのに用いることができる。或いは、繊維が、異なる融点をもつ成分ポリマーを有する多成分繊維である場合には、連続繊維外側不織ウェブ層を結合するために、当業者には周知の通気結合器を有利に用いることができる。一般的に言えば、通気結合器は、連続多成分繊維のウェブ中に加熱された空気流を向け、それによって、より低い溶融ポリマー成分のポリマー溶融温度を有するか、又はより低い溶融ポリマー成分のポリマー溶融温度よりも高く、より高い溶融ポリマー成分の溶融温度よりも低い温度を有する加熱空気を望ましく利用して繊維間結合を形成する。さらに他の選択肢としては、構成材ウェブ及び／又はラミネートは、例えば接着剤結合手段又は超音波結合手段のような当該技術分野において既知の他の手段を利用することによって結合することができる。
【００２８】
本発明の不織ラミネート材料は、ラミネートの平面内の全ての方向にわたって特性の均一性が高い。例えば、不織ラミネート材料は、ラミネートの平面内でとられた全ての方向において本質的に等しい引張強度を有する。図２に移ると、特性の均一性の高いラミネートを製造するための例示的な方法の一部の概略的な形態の上面図が示されており、それは、ＭＤ又は材料製造方向に対する連続繊維の供給源、すなわち繊維製造装置の向きを示している。図２に示されるように、材料の製造方向、すなわちＭＤが、矢印ＭＤで示されている。発端又はゼロ度としてＭＤ方向を用いて、時計回りに進めることによって角度が計測され、繊維製造装置２０は、ＭＤに対して、９０度をなすように配向されるのではなく、少なくとも９０度より小さい角度をなすように配向され、図２に示される繊維製造装置は、およそ４５度の角度Ａをなすように配向されている。望ましくは、繊維製造装置は、ＭＤへの繊維方向性の高いウェブが製造されて、前述のように、均一な強度特性を有するウェブではなく、引張強度に関して望ましくない度合いのＭＤ方向性を有する不織ウェブがもたらされるのを避けるために、ＭＤに対して約３０度から約６０度の角度をなすように配向される。
【００２９】
図２に示された装置は、当該技術分野では公知のように、連続繊維のウェブを製造し、次いでそれを結合して巻取器に巻くことによって本発明のラミネート材料を製造するのに用いることができる。次いで、連続繊維ウェブ材料の第２ロールが製造される。次いで、ロールを当該技術分野では公知の材料繰出し器又はスピンドルに設置することによって、それらのそれぞれのロールから２つの連続繊維ウェブを繰り出し、該ウェブを結合装置に導き、それらを互いに結合して多層ラミネート材料にすることができる。しかしながら、本発明の利点を実現するために、連続繊維ウェブの１つは、以下の実施例に記載されるように、元の４５度の製造方向に関して逆にされてもよい。ウェブの１つを反転させることは、スピンドルに設置されたときに、連続繊維の１つのウェブが材料ロールの上部から繰り出され、他方のウェブが材料ロールの底部から繰り出されるように１つのロールを転回させる手段によって達成される。障壁不織ラミネート材料を製造することが望ましい場合には、１つ又はそれ以上の障壁材料の層はまた、全ての層を互いに結合してラミネート材料を形成する前に、２つの連続繊維ウェブの間に繰り出されることができる。
【００３０】
図３に移ると、本発明の不織ラミネート材料の障壁ラミネート実施形態を製造する例示的な方法の概略的な形態の上面図が示されている。図３を参照すると、この方法は、当該技術分野ではスパンボンド−メルトブロー−スパンボンド（ＳＭＳ）不織ウェブとして知られている多層不織ウェブを製造するためのインライン方法として構成されている。図３においては、材料製造方向、すなわちＭＤが矢印ＭＤで示されている。図示のように、この方法は、２つの連続繊維供給源として第１スパンボンド紡糸口金５２及び第２スパンボンド紡糸口金５４と、第１スパンボンド紡糸口金５２と第２スパンボンド紡糸口金５４との間に配置された４つのメルトブローダイバンク７２、７４、７６及び７８を含む。ＭＤに対して９０度の角度をなすように配向するのではなく、第１スパンボンド紡糸口金５２は、約３００度から約３３０度の間の角度をなし、図３に示されるように、第１スパンボンド紡糸口金５２は、ＭＤ方向に対して約３１５度の角度をなすように配向される。第２スパンボンド紡糸口金５４は、ＭＤに対して約３０度から約６０度の間の角度をなすように配向され、図３に示されるように、第２スパンボンド紡糸口金５４は、ＭＤ方向に対して約４５度の角度をなすように配向される。これらは逆にすることができる、すなわち、第１紡糸口金５２は、３０度から６０度の角度をなすように配向され、第２紡糸口金５４は、３００度から３３０度の角度をなすように配向することができることに留意されたい。メルトブローダイ７２及び７４は、第１紡糸口金５２とほぼ同じ角度、すなわちおよそ３１５度に配向された状態で示されており、メルトブローダイ７６及び７８は、第２紡糸口金５４とほぼ同じ角度、すなわちＭＤに対して約４５度の角度をなして配向された状態で示されている。第１及び第２スパンボンド紡糸口金がそれぞれ３１５度及び４５度で配向されている特定の場合においては、２つの紡糸口金は、互いから約９０度の角度をなして配向される。
【００３１】
繊維製造装置の配向のために選択された角度は、約４５度及び約３１５度であることが望ましい場合が多いが、方法の変化に応じて、特性の最適な均一性のためにこれらの角度を調節する必要があることに留意されたい。特に、線速度（不織ラミネート材料が製造される速度）は、均一な特性をもたらすのに必要な角度に影響を与える。より低い線速度のとき、例えば４５度又はそれ以上の角度をなす繊維製造装置を有する第２連続繊維紡糸口金５４を用いて、所望のウェブ特性の均一性をもたらすことができる。しかしながら、より高い線速度のとき、角度を４５度から４０度に又はさらに小さい角度に減少させる必要がある。理論に束縛されることを望むわけではないが、本発明者らは、これは、繊維がウェブとして堆積される移動形成面に随伴する空気の影響によるものであると考えている。随伴された空気は、繊維の向き又は配向を、空気が移動する（ＭＤ）方向により多く又は少なく移動させる。線速度が増加されるのに伴って、形成面に随伴される空気の速度も増加し、繊維により大きいＭＤ配向を付与し始める。より高い線速度の製造のときに繊維製造装置の角度を４０度から減少させることは、この影響に打ち克つ一助となる。
【００３２】
メルトブローダイ７２、７４、７６及び７８は、当業者に周知のメルトブローダイのいずれとすることもできるので、ここでは詳細には説明しない。一般的に言えば、メルトブロー法は、溶融熱可塑性材料を複数の微細な、普通は円形ダイ毛細管を通して溶融糸又は繊維として収束した高速気体（例えば空気）流の中に押し出すことによって繊維を形成することを含み、それによって、溶融熱可塑性材料の繊維が細くされて、その直径が小さくなる。その後、メルトブロー繊維は、高速気体流によって運ばれ、収集面に堆積されて、ランダムに分配されたメルトブロー繊維ウェブを形成する。こうした方法は、例えば、Ｂｕｎｔｉｎの米国特許第３，８４９，２４１号に開示されている。メルトブロー繊維は、連続でも不連続でもよく、一般に直径が１０ミクロン未満であり、一般に収集面上に堆積されるときは粘着性である。メルトブロー繊維を形成するための例示的な装置及び方法は、Ｈａｙｎｅｓらの米国特許第６，００１，３０３号に記載されており、その全体が本明細書に参考として組み込まれる。
【００３３】
再び図３を参照すると、第１紡糸口金５２とメルトブローダイ７２との間に位置する圧密化手段６６、例えば第１紡糸口金５２から形成される繊維ウェブ中に及び繊維ウェブを通して加熱空気を吹込むエアナイフが示されている。このようなエアナイフは、本明細書に参考として組み込まれるＡｒｎｏｌｄらの米国特許第５，７０７，４６８号に記載されている。圧密化手段６６は、第１紡糸口金５２から形成される不織ウェブを、メルトブロー方法７２、７４、７６及び７８における高速気体流による断絶から保護するために、最初に又は前もって圧密化するように作用する。圧密化手段６６はまた、当該技術分野において既知のような圧縮ローラであるのが望ましい場合がある。しかし、圧密化手段６６が圧縮ローラである場合、それは、図３に示されるように紡糸口金５２に平行な角度よりむしろ、ＭＤに対して約９０度で通常配向される。プロセスはまた、第２１紡糸口金５２の後に付加される、ウェブの一部又は層を最初に又は前もって圧密化するための圧密化手段６８を含む。初期又は事前の圧密化手段６８は、第２紡糸口金５４から下流に（材料プロセスの点では後で）配置される圧縮ロールであるのが望ましい場合がある。
【００３４】
図３に示される工程は、スパンボンド紡糸口金の２つのバンク、及びメルトブローダイの４つのバンクを有するように構成されるが、これらの数は本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく変更できることを当業者は理解するであろう。例として、より少ないか又はより多いメルトブローダイバンクを利用することができ、或いは複数の連続繊維紡糸口金を第１又は第２の紡糸口金の位置又はその両方にて使用することができる。さらに、種々の他のプロセス段階及び／又はパラメータは、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの観点で変更できることを当業者は理解するであろう。例えば、不織ラミネート材料の一部又は全ての層は、個々に、そして別々に製造することができ、ロールに巻き取られ、次いで別個の段階として多層不織ラミネート材料に組み合わせられる。或いは、２つの外側不織層は、図３に示されるように、スパンボンド紡糸口金バンク５２及び５４にて形成され、事前形成された障壁層、例えばメルトブロー超極細繊維層は、メルトブローダイバンク７２、７４、７６及び７８を用いる代わりに、それらの間で繰り出されてもよい。この点に関して、不織ラミネート材料の強度特性の大部分は、障壁材料層によるのではなく、連続繊維対向層によって与えられるので、障壁層は、図３に示されるように配向されるのではなく、ＭＤに対して従来通り９０度をなすように配向された装置から製造できることに留意することが重要である。しかし、図３に示されるような障壁材料の製造装置の向きにより、有利なことに、連続繊維ウェブに関して以下で説明されるのと同じ任意の高速製造速度又はより細い繊維製造の利益が得られる。
【００３５】
不織ウェブの全体的な均一性を改善するために、製造工程中に帯電装置を用いるのが望ましい場合もある。上述したように、より高い製造線速度における随伴空気の影響を減少させるのに帯電が特に有用である。一般的に言えば、帯電装置は、コロナ放電を発生させ、それによって繊維を帯電させる１以上の列の電気エミッタピンで構成され、繊維は一旦荷電されると互いに反発し、個々の繊維群が共に凝集又は「ローピングする」のを防ぐのに役立つ。改善された繊維分布をもった不織布を製造するために繊維を帯電させる例示的な方法は、引用によりその全体をここに組み入れるＨａｙｎｅｓ他の２００２年７月４日に公開されたＰＣＴ公開ＷＯ０２／５２０７１に開示されている。
【００３６】
さらに、本発明の方法は、非常に高い製造速度における不織ウェブの製造か、又は典型的なウェブ製造速度における微細繊維ウェブ層の製造のいずれかを提供する。増大した製造速度の具体的な例として、図２及び図３に示される連続繊維紡糸口金は、図示されるように、ＭＤに対して約４５度及び／又は約３１５度の角度をなした状態で示されている。４５−４５−９０の三角形の斜辺は側辺の長さ×２の平方根であるので、これらの紡糸口金は、ＭＤに対して９０度をなすように配向された従来の紡糸口金の場合よりも（同じＣＤ幅の材料では）およそ［２］1/2又は１．４１倍長い。この場合、紡糸口金毛細管の間隔及び紡糸口金毛細管の孔あたりのポリマー押出成形速度が２つの方法について同じならば、不織ウェブ製造速度は、従来の９０度配向の紡糸口金を用いる方法よりもおよそ１．４１倍速い。より大きい、又はより小さい角度Ａは、４５度に等しいＡの場合よりも、それぞれ製造速度がより遅く、又はより速くなるが、同じ毛細管間隔及び処理量のとき、速度は常に、従来の９０度配向の方法よりも速い。
【００３７】
より細い繊維を製造するための当該技術分野において既知の１つの方法は、毛細管の孔あたりの押出成形速度を低下させることであるが、これはまた材料の全体的な製造速度を減少させる。本発明の方法は、典型的なウェブ製造速度において微細繊維ウェブを製造するのに用いることができる。上述されるように紡糸口金がおよそ４５度及び３１５度の角度をなして配向される特定の例では、不織ウェブ製造速度及び紡糸口金毛細管の間隔が２つの方法において同じならば、毛細管の孔あたりのポリマー押出成形速度は、９０度配向された紡糸口金を用いる従来の方法の孔あたりの押出成形速度のおよそ７１％（又は［２］-1/2倍）に低下される。そのため、本発明の方法を用いれば、孔あたりの押出成形速度が低下するので、ＭＤに対して９０度をなすように配向された従来の方法で必要とされるような全体の不織ウェブ製造速度を犠牲にすることなく、より細い繊維を得ることが可能になる。より細い繊維は、改善されたウェブの布様特性及び柔らかさ、並びに改善されたウェブ層の均一性及び全体の強度に関して望ましいことが多い。
【００３８】
ここでは詳細に説明されないが、ウェブスリッティング、伸張、又は処理といった当該技術分野では公知の種々の付加的な可能な加工及び／又は仕上げ段階を、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行うことができる。ウェブ処理の例としては、ラミネート材料に恒久的な帯電を誘導するためのエレクトレット処理、或いは帯電防止処理が挙げられる。スプレーすること、浸漬すること等によって帯電防止処理剤を局所的に適用することができ、例示的な局所帯電防止剤は、ＺＥＬＥＣという商標名でイリノイ州ノースフィールド所在のＳｔｅｐａｎ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なカリウムＮ−ブチルリン酸塩の５０％溶液である。別の例示的な局所帯電防止剤は、ＱＵＡＤＲＡＳＴＡＴという商標名でテネシー州Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ所在のＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ’ｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，ＬＰから入手可能なカリウムイソブチルリン酸塩の５０％溶液である。別のウェブ処理例は、疎水性熱可塑性材料からなるウェブに湿潤性又は親水性を付与する処理を含む。湿潤性処理剤は、内部処理剤としてポリマー溶融物に組み入れることができ、或いは繊維又はウェブ形成後の或る時点で局所的に付加することができる。
【００３９】
本発明の不織ラミネート材料は、種々の用途、例えば、保護布のような使い捨て保護物品、患者用ガウン、滅菌ラップ及び外科用ドレープのような医療製品、ガウン、フェイスマスク、頭及び靴カバー用の布、並びに産業用保護衣のような他の保護衣類用の布を含む用途に非常に適している。破線で表されるヒトの輪郭上の例示的な医療製品が、図４に概略的に示されている。図４に示されるように、ガウン３０は、首開口部３２、袖３４、及びボトム開口部３６を含むゆったりした衣類である。ガウン３０は、本発明の不織ラミネート材料を用いて製造することができる。図４のヒトの輪郭上に同じく示されているのは、カバーを着用者の足及び／又は靴の上にフィットさせることができるようにする開口部４０を有する靴カバー３８である。靴カバー３８は、本発明の不織ラミネート材料を用いて製造することができる。さらに、図４に示されるのは、本発明の不織ラミネート材料を用いて製造された外科用キャップのような頭部の覆い４２である。
次の実施例は、例示の目的で提供され、本発明をそれらに限定するものではない。
【実施例】
【００４０】
ポリプロピレンスパンボンド材料及びメルトブロー不織材料の別々に製造されたロールを繰り出し、熱点結合を用いて互いにラミネートし、ＳＭＳラミネート材料を形成した。ＭＤに対して約４５度をなすように配向された繊維形成装置（すなわち繊維押出し・繊維引き伸ばし装置）を用いて、種々の坪量でスパンボンドウェブ材料を製造した。０．４ｏｓｙ（１３．６ｇｓｍ）のメルトブロー材料のいずれかの側にラミネートされることになる対を成すロールとして、各坪量のスパンボンド材料の２つのロールを製造した。本発明の不織ラミネート材料を製造するために、スパンボンドロールの各対の１つのロールを、ラミネート点結合器に向けて反対方向に、もしくは１つのスパンボンドウェブが反転されるか又は元の４５度の製造方向に対してさかさまになるように繰り出した。これは、連続繊維の１つのウェブ層が約４５度の配向を有する押出し・引き伸ばし装置から製造され、他方の連続繊維ウェブ層が約３１５度の配向を有する装置から製造される上記の例示的な方法の説明を模擬するものである。さらに説明することを目的として、スパンボンド材料のロールが製造されたときに、それらは有孔形成面又は「形成ワイヤ」上に形成され、それにより、形成されたときのスパンボンドウェブは、上部側の面とワイヤ側の面（形成されたときのスパンボンド材料の下部、すなわち形成ワイヤに接触する材料の表面）とを有した。連続繊維ウェブの１つを反転させることなく材料がラミネートされてＳＭＳラミネートが形成される場合には、挟み込まれた障壁材料は、１つの連続繊維ウェブの上部側の面及び他の連続繊維ウェブの底部又はワイヤ側の面に接触することになる。しかしながら、連続繊維ウェブの１つが反転されたときには、挟み込まれた障壁材料は、両方の連続繊維ウェブの上部側の面か又は両方のウェブのワイヤ側の面のいずれかに接触する。ウェブの１つを反転させることは、材料ロール繰出し器又はスピンドルに設置されたときに、連続繊維の１つのウェブが材料ロールの上部から繰り出され、他方のウェブが材料ロールの底部から繰り出されるように１つのロールを転回させる手段によって達成される。
【００４１】
後述するように市販の比較ラミネート材料及び実験用ラミネート材料を試験して、材料の平面内の全方向へのラミネート材料の引張強度均一性を評価した。比較ラミネート材料Ｃ１は、ＡＴＩ  Ｓｕｐｅｒ  Ｄｕｔｙ、ノースカロライナ州Ｅｎｋａ所在のＡｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ，ｉｎｃ．から入手可能なＳＭＳラミネートであった。比較ラミネート材料Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４及びＣ５は、テキサス州Ｉｒｖｉｎｇ所在のＫｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ社から入手可能なＳＭＳラミネート材料である、それぞれＫＩＭＧＵＡＲＤ（登録商標）Ｈｅａｖｙ  Ｄｕｔｙ、ＫＩＭＧＵＡＲＤ（登録商標）Ｍｉｄｗｅｉｇｈｔ、ＳＰＵＮＧＵＡＲＤ（登録商標）Ｓｕｐｅｒ  Ｄｕｔｙ及びＳＰＵＮＧＵＡＲＤ（登録商標）Ｒｅｇｕｌａｒであった。
【００４２】
試験方法：１８０度グラブ引張強度試験
ＡＳＴＭ  Ｄ５０３４−９０に従って、グラブ引張強度として引張強度試験を行った。グラブ引張強度に関して試験される細長い１００ｍｍ×１５０ｍｍのサンプルは、材料の各々からとられた。或る方向範囲にわたる引張強度の均一性を評価するために、以下のように材料の１８０度の円弧にわたってサンプリング部位を選択した。サンプルの長辺の寸法が、ＭＤ又は材料の製造方向に対する特定の所望の方向に平行となるように、１２のサンプリング方向を選択した。第１のサンプル方向は、その長辺の寸法がＣＤ方向にすなわち、ＭＤから９０度の方向に平行となるように選択した。その後の各サンプリング方向は、サンプルが前のサンプルから１５度をなす方向に平行な長辺を有し、試験のために選択された１２のサンプリング方向が（それぞれ及びＭＤに対して）９０、７５、６０、４５、３０、１５、０（ＭＤ）、−１５、−３０、−４５、−６０及び−７５度で位置合わせされるように選択された。全ての比較ラミネート及びほとんどの実験用ラミネートの１２の指定されたサンプリング方向の各々について、引張強度試験の１０回繰り返し試験を行った。実験用ラミネート材料Ｅ１、Ｅ２及びＥ３の材料の入手の可能性が限られていることにより、より少ない繰り返し（それぞれ４、５及び９の繰り返し）を行った。各サンプリング方向の繰り返しの結果が平均され、次いで、１２のサンプリング方向の全てについての平均引張強度結果として、各ラミネート材料の全平均引張強度結果（「Ａｖｇ」）を計算した。１２のサンプリング方向の引張強度結果の間の標準偏差（「ＳＤ」）を計算した。次いで、標準偏差は、１２のサンプリング方向の間の引張強度の変動（「Ｖ」）として全平均の百分率で表され、Ｖ＝１００％（ＳＤ／平均）として計算された。これらの結果を表１に示す。
【００４３】
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【００４４】
表１に見られるように、市販の比較ラミネート材料は、方向の引張強度試験に関して大きな不均一性を呈し、７．４パーセントから高くて１９パーセントの範囲の変動Ｖを有する。しかしながら、本発明のラミネート材料は、これらの市販の材料と比べて、変動Ｖの値が非常に小さく、通常は６パーセント又はそれ以下であり、しばしば５パーセントより小さく、さらには４パーセントより小さいこともある。
【００４５】
多数の他の特許が本明細書で言及されているが、参考としてここに組み込まれる技術と、本明細書の技術との間に何らかの不一致又は矛盾がある範囲では、本明細書ではこれを比較対象とする。さらに、本発明は特定の実施形態について詳細に説明されたが、種々の代替、変更及び／又は他の変形が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行われ得ることを当業者は理解する。そのため、こうした全ての変更、代替、及びその他の変形は特許請求の範囲に包含されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】不織ラミネート材料の実施形態の、部分的に切り取られた概略的な斜視図である。
【図２】不織ラミネート材料の製造に用いることができる押出し・引き延ばし装置のウェブ製造方向、すなわちＭＤに対する例示的な配向を示す上から見た又は平面図である。
【図３】本発明の不織ラミネート材料を製造する例示的な方法の上面図である。
【図４】本発明の不織ラミネート材料を用いて製造された例示的な医療用製品の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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