JPH06220764A - 改良型粒子障壁用不織布材料 - Google Patents
改良型粒子障壁用不織布材料Info
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- Y10T442/673—Including particulate material other than fiber
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- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 粒子の透過に対して改良した抵抗を有する不
織布材料を製造する方法を提供する。 【構成】 メルトブロー熱可塑性重合体のファイバーを
含む少なくとも１つの不織布ウェブを上記の不織布ウェ
ブの吸収する最大エネルギーの合計が室温で上記の不織
布ウェブの吸収する量よりも少なくとも約２５０パーセ
ント大きくなる温度に加熱するステップ、上記の加熱し
た不織布ウェブに張力を加えてネック部を形成し、その
結果、個々のメルトブロー・ファイバーの少なくとも１
部は上記のファイバーの直径が直近の部分の直径よりも
実質的に小さくなる部分を有する上記のステップ、及び
上記のネック部を形成した不織布ウェブを冷却するステ
ップを有する。不織布材料はメルトブロー熱可塑性重合
体のファイバーの少なくとも１つのウェブによって構成
され、上記のウェブは個々のメルトブロー・ファイバー
を有する。
織布材料を製造する方法を提供する。 【構成】 メルトブロー熱可塑性重合体のファイバーを
含む少なくとも１つの不織布ウェブを上記の不織布ウェ
ブの吸収する最大エネルギーの合計が室温で上記の不織
布ウェブの吸収する量よりも少なくとも約２５０パーセ
ント大きくなる温度に加熱するステップ、上記の加熱し
た不織布ウェブに張力を加えてネック部を形成し、その
結果、個々のメルトブロー・ファイバーの少なくとも１
部は上記のファイバーの直径が直近の部分の直径よりも
実質的に小さくなる部分を有する上記のステップ、及び
上記のネック部を形成した不織布ウェブを冷却するステ
ップを有する。不織布材料はメルトブロー熱可塑性重合
体のファイバーの少なくとも１つのウェブによって構成
され、上記のウェブは個々のメルトブロー・ファイバー
を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粒子障壁用材料とこれら
の材料を製造する方法に関する。
の材料を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粒子障壁材料としての用途を有する不織
布ウェブには、多くの種類が存在する。直径が非常に小
さいファイバー即ちマイクロファイバーの不織布ウェブ
は空気と水蒸気に対して透過性を有し、粒子及び（また
は）液滴（例えば、エアゾル）に対しては比較的非透過
性のままであることが長い間知られてきた。直径が小さ
いファイバーの有用なウェブは、例えば、メルトブロー
・プロセスのようなファイバー形成プロセスを使用して
非エラストマ熱可塑性重合体を射出することによって作
ることができる。このような非エラストマの重合体から
作ったメルトブロー不織布ウェブは、比較的安価であ
り、限定された用途即ち微粒子の障壁として機能するよ
うに設計した使い捨ての製品で多くの用途を有してい
る。このような材料の重要な用途には、例えば、医学用
と産業用のつなぎ服、フィルター材料と顔面用マスクが
ある。最近、外科用の顔面マスクの濾過効率に対する関
心が高まっているが、これは、医療環境で発生する液滴
によって伝染される可能性のある免疫不全症候群、結核
およびその他の伝染病に感染する問題とレーザによる手
術に伴って組織の蒸発によって発生するエアゾルの煙霧
の問題に関連する問題に起因するものである。
布ウェブには、多くの種類が存在する。直径が非常に小
さいファイバー即ちマイクロファイバーの不織布ウェブ
は空気と水蒸気に対して透過性を有し、粒子及び（また
は）液滴（例えば、エアゾル）に対しては比較的非透過
性のままであることが長い間知られてきた。直径が小さ
いファイバーの有用なウェブは、例えば、メルトブロー
・プロセスのようなファイバー形成プロセスを使用して
非エラストマ熱可塑性重合体を射出することによって作
ることができる。このような非エラストマの重合体から
作ったメルトブロー不織布ウェブは、比較的安価であ
り、限定された用途即ち微粒子の障壁として機能するよ
うに設計した使い捨ての製品で多くの用途を有してい
る。このような材料の重要な用途には、例えば、医学用
と産業用のつなぎ服、フィルター材料と顔面用マスクが
ある。最近、外科用の顔面マスクの濾過効率に対する関
心が高まっているが、これは、医療環境で発生する液滴
によって伝染される可能性のある免疫不全症候群、結核
およびその他の伝染病に感染する問題とレーザによる手
術に伴って組織の蒸発によって発生するエアゾルの煙霧
の問題に関連する問題に起因するものである。
【０００３】このような粒子障壁材料の多くの用途で
は、粒子の障壁としての性質と多孔性の組み合わせを有
していることが望ましい。
は、粒子の障壁としての性質と多孔性の組み合わせを有
していることが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】不幸にして、従来の方
法では粒子の障壁としての性質を増すと、一般的に材料
の多孔性を減少する傾向があるので、このような性質を
合わせて提供することは困難であった。 従って、多孔
性であると共に呼吸可能であり、更に粒子及び（また
は）液滴に対して比較的非透過性である安価な材料に対
する必要性が存在している。定 義 ここで使用しているように、「延伸」という用語は、材
料の当初の寸法とこの材料にバイアス力を加えて延伸し
た後の同じ寸法の間の差のことである。延伸率は、
［（延伸した長さ−当初のサンプルの長さ）／当初のサ
ンプルの長さ］×１００によって表すことができる。例
えば、もし１インチの当初長さを有する材料を０．８５
インチだけ延伸すれば、即ち、１．８５インチの長さに
延伸すれば、この材料は８５パーセントの延伸率を有す
ると言うことができる。 ここで使用しているように、
「不織布ウェブ」という用語は、相互に重なり合ってい
るが、明確に識別可能な状態では反復して重なり合って
いない個々のファイバーまたはフィラメントの構造を有
するウェブを指す。過去に於いて、不織布ウェブは、例
えば、メルトブロー・プロセス、スパンボンド・プロセ
ス及びボンディングとカーデングを行ったウェブのプロ
セスのような当業者に周知の種々のプロセスによって製
造されていた。
法では粒子の障壁としての性質を増すと、一般的に材料
の多孔性を減少する傾向があるので、このような性質を
合わせて提供することは困難であった。 従って、多孔
性であると共に呼吸可能であり、更に粒子及び（また
は）液滴に対して比較的非透過性である安価な材料に対
する必要性が存在している。定 義 ここで使用しているように、「延伸」という用語は、材
料の当初の寸法とこの材料にバイアス力を加えて延伸し
た後の同じ寸法の間の差のことである。延伸率は、
［（延伸した長さ−当初のサンプルの長さ）／当初のサ
ンプルの長さ］×１００によって表すことができる。例
えば、もし１インチの当初長さを有する材料を０．８５
インチだけ延伸すれば、即ち、１．８５インチの長さに
延伸すれば、この材料は８５パーセントの延伸率を有す
ると言うことができる。 ここで使用しているように、
「不織布ウェブ」という用語は、相互に重なり合ってい
るが、明確に識別可能な状態では反復して重なり合って
いない個々のファイバーまたはフィラメントの構造を有
するウェブを指す。過去に於いて、不織布ウェブは、例
えば、メルトブロー・プロセス、スパンボンド・プロセ
ス及びボンディングとカーデングを行ったウェブのプロ
セスのような当業者に周知の種々のプロセスによって製
造されていた。
【０００５】ここで使用しているように、「スパンボン
ド・ウェブ」という用語は、直径の小さいファイバー及
び（または）フィラメントのウェブを指し、これらのフ
ァイバーとフィラメントは、射出したフィラメントの直
径を有する紡糸口金の複数の微細で通常は円形の毛管か
らフィラメントとしての溶融熱可塑性の原料を射出し、
次に、例えば、非抽出または抽出式のフルイド‐ドロー
イング（ｆｌｕｉｄ‐ｄｒａｗｉｎｇ）機構またはその
他の周知のスパンボンディング機構によって急速に直径
を細くする。スパンボンドした不織布ウェブの製造は、
アッペル他に対する米国特許番号第４，３４０，５６３
号、ドースナー他に対する米国特許番号第３，６９２，
６１８号、キニーに対する米国特許番号第３，３３８，
９９２号と３、３４１、３９４号、レビーに対する米国
特許番号第３，２７６，９４４号、ピターソンに対する
米国特許番号第３，５０２，５３８号、ハートマンに対
する米国特許番号第３，５０２，７６３号、ドボ他に対
する米国特許番号第３，５４２，６１５号、及びハーマ
ンに対するカナダ特許番号第８０３、７１４号のような
特許に開示されている。ここで使用しているように、
「メルトブロー・ファイバー」という用語は、複数の微
細で通常は円形のダイの毛管を介して溶融した熱可塑性
の原料を溶融糸即ちフィラメントとして高速のガス（例
えば、空気）流の中に射出することによって形成したフ
ァイバーを指し、このガス流はこの溶融した熱可塑性原
料のフィラメントを細くしてその直径を小さくし、この
直径はマイクロファイバーの直径になるものである。そ
の後、このメルトブロー・ファイバーはこの高速のガス
流によって搬送されて収集面上に堆積し、ランダムに分
配されたメルトブロー・ファイバーのウェブを形成す
る。メルトブロー・プロセスは周知のものであり、Ｖ．
Ａ．ヴェント、Ｅ．Ｌ．ブーンとＣ．Ｄ．フルハーティ
によるＮＲＬ報告書４３６４、「極細有機ファイバーの
製造」、Ｋ．Ｄ．ローレンス、Ｒ．Ｔ．ルーカスとＪ．
Ａ．ヤングによるＮＲＬ報告書５２６５、「極細熱可塑
性ファイバー形成用の改良型装置」、及びバンティン他
に対して１９７４年１１月１９日に付与された米国特許
番号第３，８４９，２４１号を含む種々の出版物と特許
に開示されている。
ド・ウェブ」という用語は、直径の小さいファイバー及
び（または）フィラメントのウェブを指し、これらのフ
ァイバーとフィラメントは、射出したフィラメントの直
径を有する紡糸口金の複数の微細で通常は円形の毛管か
らフィラメントとしての溶融熱可塑性の原料を射出し、
次に、例えば、非抽出または抽出式のフルイド‐ドロー
イング（ｆｌｕｉｄ‐ｄｒａｗｉｎｇ）機構またはその
他の周知のスパンボンディング機構によって急速に直径
を細くする。スパンボンドした不織布ウェブの製造は、
アッペル他に対する米国特許番号第４，３４０，５６３
号、ドースナー他に対する米国特許番号第３，６９２，
６１８号、キニーに対する米国特許番号第３，３３８，
９９２号と３、３４１、３９４号、レビーに対する米国
特許番号第３，２７６，９４４号、ピターソンに対する
米国特許番号第３，５０２，５３８号、ハートマンに対
する米国特許番号第３，５０２，７６３号、ドボ他に対
する米国特許番号第３，５４２，６１５号、及びハーマ
ンに対するカナダ特許番号第８０３、７１４号のような
特許に開示されている。ここで使用しているように、
「メルトブロー・ファイバー」という用語は、複数の微
細で通常は円形のダイの毛管を介して溶融した熱可塑性
の原料を溶融糸即ちフィラメントとして高速のガス（例
えば、空気）流の中に射出することによって形成したフ
ァイバーを指し、このガス流はこの溶融した熱可塑性原
料のフィラメントを細くしてその直径を小さくし、この
直径はマイクロファイバーの直径になるものである。そ
の後、このメルトブロー・ファイバーはこの高速のガス
流によって搬送されて収集面上に堆積し、ランダムに分
配されたメルトブロー・ファイバーのウェブを形成す
る。メルトブロー・プロセスは周知のものであり、Ｖ．
Ａ．ヴェント、Ｅ．Ｌ．ブーンとＣ．Ｄ．フルハーティ
によるＮＲＬ報告書４３６４、「極細有機ファイバーの
製造」、Ｋ．Ｄ．ローレンス、Ｒ．Ｔ．ルーカスとＪ．
Ａ．ヤングによるＮＲＬ報告書５２６５、「極細熱可塑
性ファイバー形成用の改良型装置」、及びバンティン他
に対して１９７４年１１月１９日に付与された米国特許
番号第３，８４９，２４１号を含む種々の出版物と特許
に開示されている。
【０００６】ここで使用しているように、「マイクロフ
ァイバー」という用語は、約１００ミクロン以下の平均
直径を有する直径の小さいファイバーを意味し、例え
ば、約０．５ミクロン乃至約５０ミクロンの直径を有
し、更に詳しくは、このマイクロファイバーは約１ミク
ロン乃至約２０ミクロンの平均直径を有することができ
る。約３ミクロン以下の平均直径を有するマイクロファ
イバーは、一般的に超極細マイクロファイバーと呼ぶ。
超極細マイクロファイバーを製造する例示としてのプロ
セスは、例えば、１９９１年１１月２６日に出願され、
ここにその全体を参考として含んでいる「改良した障壁
特性を有する不織布ウェブ」という名称の米国特許出願
番号第０７／７７９，９２９号に見ることができる。こ
こで使用しているように、「熱可塑性材料」という用語
は、加熱すると軟化し、室温に冷却するとその元の状態
に戻る高重合体を指す。このような挙動を示す自然界に
存在する物質には、生ゴムと多くのワックスがある。こ
れ以外の例示としての熱可塑性材料には、塩化ビニー
ル、ポリエステル、ナイロン、ポリフルオロカーボン、
ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、ポリビニール・アルコール、カプロラクタム及
びセルロース樹脂とアクリル樹脂が含まれるが、これに
限定されるものではない。
ァイバー」という用語は、約１００ミクロン以下の平均
直径を有する直径の小さいファイバーを意味し、例え
ば、約０．５ミクロン乃至約５０ミクロンの直径を有
し、更に詳しくは、このマイクロファイバーは約１ミク
ロン乃至約２０ミクロンの平均直径を有することができ
る。約３ミクロン以下の平均直径を有するマイクロファ
イバーは、一般的に超極細マイクロファイバーと呼ぶ。
超極細マイクロファイバーを製造する例示としてのプロ
セスは、例えば、１９９１年１１月２６日に出願され、
ここにその全体を参考として含んでいる「改良した障壁
特性を有する不織布ウェブ」という名称の米国特許出願
番号第０７／７７９，９２９号に見ることができる。こ
こで使用しているように、「熱可塑性材料」という用語
は、加熱すると軟化し、室温に冷却するとその元の状態
に戻る高重合体を指す。このような挙動を示す自然界に
存在する物質には、生ゴムと多くのワックスがある。こ
れ以外の例示としての熱可塑性材料には、塩化ビニー
ル、ポリエステル、ナイロン、ポリフルオロカーボン、
ポリエチレン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、ポリビニール・アルコール、カプロラクタム及
びセルロース樹脂とアクリル樹脂が含まれるが、これに
限定されるものではない。
【０００７】ここで使用しているように、「直近」とい
う用語は、当接した形状、隣接した形状、または連続し
た形状を指す。例えば、直近のファイバーの部分とは、
基準点に連続する連続したファイバーの長手方向に沿っ
た部分である。一般的に言って、直近のファイバーの部
分は、基準点のファイバーの直径の約２０倍の直線距離
内にあり、この基準点に連続するファイバーの長さとし
て説明することができる。例えば、直近のファイバーの
部分は、基準点のファイバーの最も大きい直径の約２乃
至約１５倍の直線距離内にあり、この基準点に連続する
ファイバーの長さである。ここで使用しているように、
「使い捨て」という用語は、１回だけ使用する物品に限
られるものではなく、またもし汚くなれば捨ててしまう
か、さもなければ、数回使用しただけで使用不能になれ
ば、捨ててしまう物品も指す。ここで使用しているよう
に、「粒子透過率」という用語は、ある材料を通過する
一定の寸法の範囲の粒子の通過率を指す。一般的に言っ
て、粒子の透過率は、材料の粒子保持効率から計算する
ことができる。パーセントで表すと、この粒子透過率は
下記の等式によって表すことができる。
う用語は、当接した形状、隣接した形状、または連続し
た形状を指す。例えば、直近のファイバーの部分とは、
基準点に連続する連続したファイバーの長手方向に沿っ
た部分である。一般的に言って、直近のファイバーの部
分は、基準点のファイバーの直径の約２０倍の直線距離
内にあり、この基準点に連続するファイバーの長さとし
て説明することができる。例えば、直近のファイバーの
部分は、基準点のファイバーの最も大きい直径の約２乃
至約１５倍の直線距離内にあり、この基準点に連続する
ファイバーの長さである。ここで使用しているように、
「使い捨て」という用語は、１回だけ使用する物品に限
られるものではなく、またもし汚くなれば捨ててしまう
か、さもなければ、数回使用しただけで使用不能になれ
ば、捨ててしまう物品も指す。ここで使用しているよう
に、「粒子透過率」という用語は、ある材料を通過する
一定の寸法の範囲の粒子の通過率を指す。一般的に言っ
て、粒子の透過率は、材料の粒子保持効率から計算する
ことができる。パーセントで表すと、この粒子透過率は
下記の等式によって表すことができる。
【０００８】粒子透過率＝１００−粒子保持効率 粒子の高い保持効率は、一般的に低い粒子の透過率と対
応する。粒子の保持効率は、例えば、ミシガン州のグラ
ス・レークにあるインターベーシック・リソーシーズ社
の行っているＩＢＲテスト法Ｎｏ．Ｅ‐２１７、改訂Ｇ
（１／１５／９１）のようなテストを使用してエア・フ
ィルタの保持する乾燥粒子を求めることによって測定す
ることができる。一般的に言って、このようなテストで
は、微粒子物質をファンによってテスト用ファブリック
の「チャレンジ」側の空気中に拡散させ、このファンは
これらの微粒子を含有した空気をテスト用ファブリック
のこの面に向ける。「チャレンジ」側の大気中のダスト
の微粒子の濃度とこのテスト用ファブリックの反対側の
大気中のダストの微粒子（即ち、このファブリックを通
過した微粒子）の濃度を、微粒子カウンタによって種々
のサイズの範囲で測定する。微粒子の保持効率は、この
濃度の差を求め、次にこの値をチャレンジ側の濃度によ
って除することによって計算する。ここで使用している
ように、「粒子障壁材料」という用語は、望ましい水準
の有効率を保持しながら粒子及び（または）液滴の透過
に対して有用な水準の抵抗を有する材料を指す。粒子及
び（または）液滴の透過に対する抵抗は、エア・フィル
タによる乾燥粒子の保持の程度を求めることによって測
定することができ、粒子保持効率または粒子透過率とし
て表すことができる。一般的に言うと、粒子保持材料は
従来の粒子保持効率テストを使用して測定した場合、特
定の直径を有する粒子の約５０パーセント以下の粒子透
過率を有さなければならない。例えば、粒子障壁材料
は、約１ミクロン以上の粒子に対して約５０パーセント
以下の粒子透過率を有さなければならない。極端に厳し
い粒子保持効率テスト（例えば、極端なテスト条件）で
は、幾くつかの粒子障壁材料は、一定のサブミクロンの
サイズの粒子に対して約５０パーセント以上の測定値の
粒子透過率を有することができると考えられる。
応する。粒子の保持効率は、例えば、ミシガン州のグラ
ス・レークにあるインターベーシック・リソーシーズ社
の行っているＩＢＲテスト法Ｎｏ．Ｅ‐２１７、改訂Ｇ
（１／１５／９１）のようなテストを使用してエア・フ
ィルタの保持する乾燥粒子を求めることによって測定す
ることができる。一般的に言って、このようなテストで
は、微粒子物質をファンによってテスト用ファブリック
の「チャレンジ」側の空気中に拡散させ、このファンは
これらの微粒子を含有した空気をテスト用ファブリック
のこの面に向ける。「チャレンジ」側の大気中のダスト
の微粒子の濃度とこのテスト用ファブリックの反対側の
大気中のダストの微粒子（即ち、このファブリックを通
過した微粒子）の濃度を、微粒子カウンタによって種々
のサイズの範囲で測定する。微粒子の保持効率は、この
濃度の差を求め、次にこの値をチャレンジ側の濃度によ
って除することによって計算する。ここで使用している
ように、「粒子障壁材料」という用語は、望ましい水準
の有効率を保持しながら粒子及び（または）液滴の透過
に対して有用な水準の抵抗を有する材料を指す。粒子及
び（または）液滴の透過に対する抵抗は、エア・フィル
タによる乾燥粒子の保持の程度を求めることによって測
定することができ、粒子保持効率または粒子透過率とし
て表すことができる。一般的に言うと、粒子保持材料は
従来の粒子保持効率テストを使用して測定した場合、特
定の直径を有する粒子の約５０パーセント以下の粒子透
過率を有さなければならない。例えば、粒子障壁材料
は、約１ミクロン以上の粒子に対して約５０パーセント
以下の粒子透過率を有さなければならない。極端に厳し
い粒子保持効率テスト（例えば、極端なテスト条件）で
は、幾くつかの粒子障壁材料は、一定のサブミクロンの
サイズの粒子に対して約５０パーセント以上の測定値の
粒子透過率を有することができると考えられる。
【０００９】ここで使用しているように、「α‐遷移」
は、一般的に結晶状態にある熱可塑性重合体で発生する
現象を指す。このα‐遷移は溶融遷移（Ｔm ）以下での
最高温度の遷移を示し、しばしばプレメルトと称する。
またα‐遷移以下では重合体内の結晶は固定している。
α‐遷移以上ではこれらの結晶は変形した構造に徐冷す
ることができる。このα‐遷移は周知であり、ローレン
スＥ．ニールセンによる「重合体と複合体の機械的特
性」（巻１）とＨ．モロービッツ編の「重合体に関する
論文」（巻２‐Ｈ．Ｐ．フランクによるポリプロピレ
ン）のような刊行物に説明されている。一般的に言っ
て、α‐遷移は、例えば、メツラーＤＳＣ３０差動走査
カロリメータのような装置に基づく差動走査熱量測定法
を使用して求める。代表的な測定の場合の標準的な条件
では熱処理の状況は、１０℃／分の速度で３０℃から重
合体の溶融点以上の約３０℃の温度迄、雰囲気は、６０
標準立方センチ（ＳＣＣ）／分の窒素、サンプル・サイ
ズは３乃至５ミリグラムである。「液体部分が５パーセ
ントの場合の溶融開始温度」という表現は、一般的に結
晶した状態にある重合体のその溶融遷移温度の近くでの
相変化の特定の大きさに対応する温度である。溶融の開
始は、溶解遷移温度よりも低く、重合体の固体部分に対
する液体部分の比率によって異なるという特徴を有する
温度で発生する。溶融の開始は、例えば、メツラーＤＳ
Ｃ３０差動走査カロリメータのような装置に基づく差動
走査熱量測定法を使用して求める。代表的な測定の場合
の標準的な条件では、熱処理の状況は、１０℃／分の速
度で３０℃から重合体の溶融点以上の約３０℃の温度
迄、雰囲気は、６０標準立方センチ（ＳＣＣ）／分の窒
素、サンプル・サイズは３乃至５ミリグラムである。
は、一般的に結晶状態にある熱可塑性重合体で発生する
現象を指す。このα‐遷移は溶融遷移（Ｔm ）以下での
最高温度の遷移を示し、しばしばプレメルトと称する。
またα‐遷移以下では重合体内の結晶は固定している。
α‐遷移以上ではこれらの結晶は変形した構造に徐冷す
ることができる。このα‐遷移は周知であり、ローレン
スＥ．ニールセンによる「重合体と複合体の機械的特
性」（巻１）とＨ．モロービッツ編の「重合体に関する
論文」（巻２‐Ｈ．Ｐ．フランクによるポリプロピレ
ン）のような刊行物に説明されている。一般的に言っ
て、α‐遷移は、例えば、メツラーＤＳＣ３０差動走査
カロリメータのような装置に基づく差動走査熱量測定法
を使用して求める。代表的な測定の場合の標準的な条件
では熱処理の状況は、１０℃／分の速度で３０℃から重
合体の溶融点以上の約３０℃の温度迄、雰囲気は、６０
標準立方センチ（ＳＣＣ）／分の窒素、サンプル・サイ
ズは３乃至５ミリグラムである。「液体部分が５パーセ
ントの場合の溶融開始温度」という表現は、一般的に結
晶した状態にある重合体のその溶融遷移温度の近くでの
相変化の特定の大きさに対応する温度である。溶融の開
始は、溶解遷移温度よりも低く、重合体の固体部分に対
する液体部分の比率によって異なるという特徴を有する
温度で発生する。溶融の開始は、例えば、メツラーＤＳ
Ｃ３０差動走査カロリメータのような装置に基づく差動
走査熱量測定法を使用して求める。代表的な測定の場合
の標準的な条件では、熱処理の状況は、１０℃／分の速
度で３０℃から重合体の溶融点以上の約３０℃の温度
迄、雰囲気は、６０標準立方センチ（ＳＣＣ）／分の窒
素、サンプル・サイズは３乃至５ミリグラムである。
【００１０】ここで使用しているように、「ネック部を
形成した材料」という用語は、例えば、延伸のようなプ
ロセスによって少なくとも１つの寸法を狭搾した全ての
材料を指す。ここで使用しているように、「ネック部形
成可能材料」という用語は、ネック部を形成することの
できる全ての材料を指す。ここで使用しているように、
「延伸方向」という用語は、材料を延伸方向を指す。こ
こで使用しているように、「ネック‐ダウンのパーセン
ト」という用語は、ネック部形成可能材料のネック部を
形成する前の寸法とネック部を形成した後の寸法の差を
測定し、この差をこのネック部形成可能材料のネック部
を形成する前の寸法によって除し、この量に１００を乗
じて求めた比率を指す。例えば、ネック‐ダウンのパー
セントは以下の式によって表すことができる。 ネック‐ダウンのパーセント＝［（ネック部を形成する
前の寸法−ネック部を形成した後の寸法）／ネック部を
形成する前の寸法］×１００ ここで使用しているように、「基本的に構成される」と
いう用語は、所定の組成物即ち製品の所望の特性に大き
な影響を及ぼさない別の材料の存在を排除するものでは
ない。この種の例示としての材料には、顔料、酸化防止
剤、安定剤、表面活性材、ワックス、流動促進剤、及び
組成物の処理可能性を向上させるために添加する微粒子
または原料が含まれる。
形成した材料」という用語は、例えば、延伸のようなプ
ロセスによって少なくとも１つの寸法を狭搾した全ての
材料を指す。ここで使用しているように、「ネック部形
成可能材料」という用語は、ネック部を形成することの
できる全ての材料を指す。ここで使用しているように、
「延伸方向」という用語は、材料を延伸方向を指す。こ
こで使用しているように、「ネック‐ダウンのパーセン
ト」という用語は、ネック部形成可能材料のネック部を
形成する前の寸法とネック部を形成した後の寸法の差を
測定し、この差をこのネック部形成可能材料のネック部
を形成する前の寸法によって除し、この量に１００を乗
じて求めた比率を指す。例えば、ネック‐ダウンのパー
セントは以下の式によって表すことができる。 ネック‐ダウンのパーセント＝［（ネック部を形成する
前の寸法−ネック部を形成した後の寸法）／ネック部を
形成する前の寸法］×１００ ここで使用しているように、「基本的に構成される」と
いう用語は、所定の組成物即ち製品の所望の特性に大き
な影響を及ぼさない別の材料の存在を排除するものでは
ない。この種の例示としての材料には、顔料、酸化防止
剤、安定剤、表面活性材、ワックス、流動促進剤、及び
組成物の処理可能性を向上させるために添加する微粒子
または原料が含まれる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、粒子の透過に
対して改良した抵抗を有する不織布材料を製造する方法
を提供することによって、上述したニーズに対応する。
本発明の方法は、（１）メルトブロー熱可塑性重合体の
ファイバーを含む不織布材料を上記のウェブの吸収する
最大エネルギーの合計が室温で上記のウェブの吸収する
量よりも少なくとも約２５０パーセント大きくなる温度
に加熱するステップ；（２）上記の加熱した不織布材料
に張力を加えてネック部を形成し、その結果、個々のメ
ルトブロー・ファイバーの少なくとも一部は、上記のフ
ァイバーの直径が直近の部分の直径よりも実質的に小さ
くなる部分を有する上記のステップ；及び（３）上記の
ネック部を形成した不織布材料を冷却するステップを有
する。一般的に言って、メルトブロー熱可塑性重合体の
ファイバーの不織布ウェブは、このウェブの吸収する最
大エネルギーの合計が室温でこのウェブの吸収する量よ
りも少なくとも約２７５パーセント大きくなる温度に加
熱することができる。例えば、ウェブの吸収する最大エ
ネルギーの合計が室温でこのウェブの吸収する量の約３
００パーセント乃至約１０００パーセント以上大きくな
る温度にこのウェブを加熱することができる。
対して改良した抵抗を有する不織布材料を製造する方法
を提供することによって、上述したニーズに対応する。
本発明の方法は、（１）メルトブロー熱可塑性重合体の
ファイバーを含む不織布材料を上記のウェブの吸収する
最大エネルギーの合計が室温で上記のウェブの吸収する
量よりも少なくとも約２５０パーセント大きくなる温度
に加熱するステップ；（２）上記の加熱した不織布材料
に張力を加えてネック部を形成し、その結果、個々のメ
ルトブロー・ファイバーの少なくとも一部は、上記のフ
ァイバーの直径が直近の部分の直径よりも実質的に小さ
くなる部分を有する上記のステップ；及び（３）上記の
ネック部を形成した不織布材料を冷却するステップを有
する。一般的に言って、メルトブロー熱可塑性重合体の
ファイバーの不織布ウェブは、このウェブの吸収する最
大エネルギーの合計が室温でこのウェブの吸収する量よ
りも少なくとも約２７５パーセント大きくなる温度に加
熱することができる。例えば、ウェブの吸収する最大エ
ネルギーの合計が室温でこのウェブの吸収する量の約３
００パーセント乃至約１０００パーセント以上大きくな
る温度にこのウェブを加熱することができる。
【００１２】本発明によれば、この方法はメルトブロー
熱可塑性重合体のファイバーの少なくとも１つのウェブ
によって構成される不織布材料を製造し、このウェブで
は個々のメルトブロー・ファイバーの少なくとも一部は
ファイバーの直径が直近の部分の直径よりも実質的に小
さい部分を有し、その結果、粒子透過率は、メルトブロ
ー・ファイバーがこのようなファイバーの直径の変化を
示さない同様の不織布ウェブと比較して、少なくとも１
０パーセント減少する。例えば、この不織布の粒子障壁
材料は、メルトブロー・ファイバーがこのようなファイ
バーの直径の変化を示さない同様の不織布ウェブと比較
して約１５パーセント乃至５０パーセント以上粒子透過
率を減少することができる。本発明の１つの局面によれ
ば、粒子の透過に対して改良した抵抗を有する不織布の
粒子障壁材料は、ファイバーの直径が直近の部分の直径
よりも実質的に小さくなる部分を有する個々のメルトブ
ロー・ファイバーを製造するために、このような処理を
行われていない同様の不織布材料とほぼ同じ気孔率を有
している。一般的に言って、直径の減少を示す個々のメ
ルトブロー・ファイバーの部分は、直近のファイバーの
部分よりも少なくとも約１０パーセント小さい直径を有
さなければならない。例えば、延伸した部分即ち細くな
った部分は、直近のファイバーの部分よりも約１０乃至
約９０パーセント小さい直径を有することができる。他
の例として、この延伸した部分即ち細くなった部分は、
直近のファイバーの部分よりも約２０乃至約５０パーセ
ント小さい直径を有することができる。 本発明によれ
ば、この材料は、約２０（ｆｔ3 ／分）／ｆｔ2 （また
は、ＣＦＭ／ｆｔ2 ）以上の気孔率を有するこができ
る。例えば、粒子障壁材料は、約２５乃至約１５０ＣＦ
Ｍ／ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができる。他の
例として、粒子障壁材料は、約３０乃至約７５ＣＦＭ／
ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができる。このよう
な材料の粒子障壁材料及び（または）積層材は、１平方
メートル当たり約６乃至約４００グラム（ｇｓｍ）の坪
量を有することができる。例えば、この坪量は、１平方
メートル当たり約２０乃至約１５０グラムの範囲とする
ことができる。
熱可塑性重合体のファイバーの少なくとも１つのウェブ
によって構成される不織布材料を製造し、このウェブで
は個々のメルトブロー・ファイバーの少なくとも一部は
ファイバーの直径が直近の部分の直径よりも実質的に小
さい部分を有し、その結果、粒子透過率は、メルトブロ
ー・ファイバーがこのようなファイバーの直径の変化を
示さない同様の不織布ウェブと比較して、少なくとも１
０パーセント減少する。例えば、この不織布の粒子障壁
材料は、メルトブロー・ファイバーがこのようなファイ
バーの直径の変化を示さない同様の不織布ウェブと比較
して約１５パーセント乃至５０パーセント以上粒子透過
率を減少することができる。本発明の１つの局面によれ
ば、粒子の透過に対して改良した抵抗を有する不織布の
粒子障壁材料は、ファイバーの直径が直近の部分の直径
よりも実質的に小さくなる部分を有する個々のメルトブ
ロー・ファイバーを製造するために、このような処理を
行われていない同様の不織布材料とほぼ同じ気孔率を有
している。一般的に言って、直径の減少を示す個々のメ
ルトブロー・ファイバーの部分は、直近のファイバーの
部分よりも少なくとも約１０パーセント小さい直径を有
さなければならない。例えば、延伸した部分即ち細くな
った部分は、直近のファイバーの部分よりも約１０乃至
約９０パーセント小さい直径を有することができる。他
の例として、この延伸した部分即ち細くなった部分は、
直近のファイバーの部分よりも約２０乃至約５０パーセ
ント小さい直径を有することができる。 本発明によれ
ば、この材料は、約２０（ｆｔ3 ／分）／ｆｔ2 （また
は、ＣＦＭ／ｆｔ2 ）以上の気孔率を有するこができ
る。例えば、粒子障壁材料は、約２５乃至約１５０ＣＦ
Ｍ／ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができる。他の
例として、粒子障壁材料は、約３０乃至約７５ＣＦＭ／
ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができる。このよう
な材料の粒子障壁材料及び（または）積層材は、１平方
メートル当たり約６乃至約４００グラム（ｇｓｍ）の坪
量を有することができる。例えば、この坪量は、１平方
メートル当たり約２０乃至約１５０グラムの範囲とする
ことができる。
【００１３】この材料のメルトブロー・ファイバーは、
メルトブロー・マイクロファイバーを含んでもよい。好
ましくは、画像分析法によって求めた場合、このメルト
ブロー・マイクロファイバーの少なくとも約５０パーセ
ント（ファイバーの数に基づく）は、５ミクロン以下の
平均直径を有する。例えば、このメルトブロー・ファイ
バーの少なくとも約５０パーセントは、約３ミクロン以
下の平均直径を有する超極細マイクロファイバーであ
る。他の例として、約６０パーセント乃至約１００パー
セントのメルトブロー・マイクロファイバーは、５ミク
ロン以下の平均直径を有するかまたは超極細マイクロフ
ァイバーである。メルトブロー・ファイバーは、例え
ば、ポリオレフィン、ポリエステルまたはポリアミドで
ある熱可塑性重合体から形成する。もしこの重合体がポ
リオレフィンであれば、これは、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテン、エチレン共重合体、プロピレン
共重合体、ブテン共重合体及び（または）上記の混合物
である。不織布ウェブは、またメルトブロー・ファイバ
ーと１つ以上の二次材料の混合物でもよく、この二次材
料には、例えば、テキスタイル・ファイバー、木材パル
プ・ファイバー、微粒子及び超吸収性材料が含まれる。
メルトブロー・ファイバーをポリオレフィンから形成す
る場合、上述した熱処理は、一般的に重合体のα‐遷移
温度より高い温度から液体部分が５パーセントの場合の
溶融開始温度より約１０パーセント低い温度の範囲で行
われる。
メルトブロー・マイクロファイバーを含んでもよい。好
ましくは、画像分析法によって求めた場合、このメルト
ブロー・マイクロファイバーの少なくとも約５０パーセ
ント（ファイバーの数に基づく）は、５ミクロン以下の
平均直径を有する。例えば、このメルトブロー・ファイ
バーの少なくとも約５０パーセントは、約３ミクロン以
下の平均直径を有する超極細マイクロファイバーであ
る。他の例として、約６０パーセント乃至約１００パー
セントのメルトブロー・マイクロファイバーは、５ミク
ロン以下の平均直径を有するかまたは超極細マイクロフ
ァイバーである。メルトブロー・ファイバーは、例え
ば、ポリオレフィン、ポリエステルまたはポリアミドで
ある熱可塑性重合体から形成する。もしこの重合体がポ
リオレフィンであれば、これは、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテン、エチレン共重合体、プロピレン
共重合体、ブテン共重合体及び（または）上記の混合物
である。不織布ウェブは、またメルトブロー・ファイバ
ーと１つ以上の二次材料の混合物でもよく、この二次材
料には、例えば、テキスタイル・ファイバー、木材パル
プ・ファイバー、微粒子及び超吸収性材料が含まれる。
メルトブロー・ファイバーをポリオレフィンから形成す
る場合、上述した熱処理は、一般的に重合体のα‐遷移
温度より高い温度から液体部分が５パーセントの場合の
溶融開始温度より約１０パーセント低い温度の範囲で行
われる。
【００１４】本発明の１つの局面では、粒子障壁材料の
１つ以上の層を他の材料の１つ以上の層と接着して多重
層積層材を形成してもよい。この他の層は、例えば、織
布ファブリック、ニット・ファブリック、ボンディング
とカーディングを行ったウェブ、連続フィラメントのウ
ェブ（例えば、スパンボンド・ウェブ）、メルトブロー
・ファイバーのウエブ及びこれらの組み合わせである。
本発明の他の局面では、粒子障壁材料の１つ以上の層を
この粒子障壁材料の１つ以上の他の層と交差して重ねる
ことによって多重層積層材を形成してもよい。
１つ以上の層を他の材料の１つ以上の層と接着して多重
層積層材を形成してもよい。この他の層は、例えば、織
布ファブリック、ニット・ファブリック、ボンディング
とカーディングを行ったウェブ、連続フィラメントのウ
ェブ（例えば、スパンボンド・ウェブ）、メルトブロー
・ファイバーのウエブ及びこれらの組み合わせである。
本発明の他の局面では、粒子障壁材料の１つ以上の層を
この粒子障壁材料の１つ以上の他の層と交差して重ねる
ことによって多重層積層材を形成してもよい。
【００１５】
【実施例】図１を参照して、これは、改良型粒子障壁用
の不織布材料（即ち、粒子の透過に対して改良した抵抗
を有する不織布材料）を製造する例示としてのプロセス
を１０で概略的に示す。図１は、一連の加熱したドラム
即ち蒸気缶を使用して行われる熱処理のプロセスを示
す。本発明によれば、不織布のネック部形成可能材料１
２は供給ロール１４から巻き戻され、供給ロール１４が
このロールと関連する矢印の方向に回転するのに従っ
て、この材料と関連する矢印によって示す方向に走行す
る。不織布ウェブのネック部形成可能材料１２は１つ以
上のメルトブロー・プロセスによって形成することがで
き、供給ロール１４に最初にストックされることなくニ
ップ１６を直接通過する。ネック部形成可能材料１２
は、一連の反転Ｓループ内で一連の加熱したドラム（例
えば、蒸気缶）１６〜２６上を通過する。これらの蒸気
缶１６〜２６は一般的に約２４インチの外径を有する
が、他の寸法の缶を使用することもできる。熱処理を行
うためにネック部形成可能材料が蒸気缶と接触する時間
即ちこの蒸気缶上に滞留する時間は、例えば、蒸気缶の
温度、材料の種類及び（または坪量）及びこの材料中の
メルトブロー・ファイバーの直径等のファクターによっ
て変化する。この接触時間は、室温で不織布のネック部
形成可能材料１２の吸収する量よりも、このネック部形
成可能材料の吸収する最高エネルギーの合計が少なくと
も約２５０パーセント大きくなる温度にこのネック部形
成可能材料を加熱するのに十分な時間でなければならな
い。例えば、この接触時間は、室温で不織布のネック部
形成可能材料１２の吸収する量よりも、このネック部形
成可能材料の吸収する最高エネルギーの合計が少なくと
も約２７５パーセント大きくなる温度にこのネック部形
成可能材料を加熱するのに十分な時間でなければならな
い。他の例として、室温でネック部形成可能材料の吸収
する量よりも、このネック部形成可能材料の吸収する最
高エネルギーの合計が約３００パーセント乃至約１００
０パーセント以上になる温度まで、このネック部形成材
料を加熱することができる。本発明は、例えば、ポリオ
レフィン、ポリエステル及びポリアミドのような重合体
を使用して実行することができる。例示としてのポリオ
レフィンには１つ以上のポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、エチレン共重合体、プロピレン共重合
体及びブテン共重合体が含まれる。有用であることが分
かっているポリプロピレンには、例えば、ＰＦ‐０１５
の商標でハイモント社から市販されているポリプロピレ
ンとエクソン３４４５Ｇの商標でエクソン化学会社から
市販されているポリプロピレンが含まれている。これら
の材料の化学的特性は、これらのそれぞれのメーカから
入手することができる。
の不織布材料（即ち、粒子の透過に対して改良した抵抗
を有する不織布材料）を製造する例示としてのプロセス
を１０で概略的に示す。図１は、一連の加熱したドラム
即ち蒸気缶を使用して行われる熱処理のプロセスを示
す。本発明によれば、不織布のネック部形成可能材料１
２は供給ロール１４から巻き戻され、供給ロール１４が
このロールと関連する矢印の方向に回転するのに従っ
て、この材料と関連する矢印によって示す方向に走行す
る。不織布ウェブのネック部形成可能材料１２は１つ以
上のメルトブロー・プロセスによって形成することがで
き、供給ロール１４に最初にストックされることなくニ
ップ１６を直接通過する。ネック部形成可能材料１２
は、一連の反転Ｓループ内で一連の加熱したドラム（例
えば、蒸気缶）１６〜２６上を通過する。これらの蒸気
缶１６〜２６は一般的に約２４インチの外径を有する
が、他の寸法の缶を使用することもできる。熱処理を行
うためにネック部形成可能材料が蒸気缶と接触する時間
即ちこの蒸気缶上に滞留する時間は、例えば、蒸気缶の
温度、材料の種類及び（または坪量）及びこの材料中の
メルトブロー・ファイバーの直径等のファクターによっ
て変化する。この接触時間は、室温で不織布のネック部
形成可能材料１２の吸収する量よりも、このネック部形
成可能材料の吸収する最高エネルギーの合計が少なくと
も約２５０パーセント大きくなる温度にこのネック部形
成可能材料を加熱するのに十分な時間でなければならな
い。例えば、この接触時間は、室温で不織布のネック部
形成可能材料１２の吸収する量よりも、このネック部形
成可能材料の吸収する最高エネルギーの合計が少なくと
も約２７５パーセント大きくなる温度にこのネック部形
成可能材料を加熱するのに十分な時間でなければならな
い。他の例として、室温でネック部形成可能材料の吸収
する量よりも、このネック部形成可能材料の吸収する最
高エネルギーの合計が約３００パーセント乃至約１００
０パーセント以上になる温度まで、このネック部形成材
料を加熱することができる。本発明は、例えば、ポリオ
レフィン、ポリエステル及びポリアミドのような重合体
を使用して実行することができる。例示としてのポリオ
レフィンには１つ以上のポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、エチレン共重合体、プロピレン共重合
体及びブテン共重合体が含まれる。有用であることが分
かっているポリプロピレンには、例えば、ＰＦ‐０１５
の商標でハイモント社から市販されているポリプロピレ
ンとエクソン３４４５Ｇの商標でエクソン化学会社から
市販されているポリプロピレンが含まれている。これら
の材料の化学的特性は、これらのそれぞれのメーカから
入手することができる。
【００１６】一般的に言って、不織布のネック部形成可
能材料１２が、例えば、ポリプロピレンのようなポリオ
レフィンから形成した、メルトブロー熱可塑性重合体の
ファイバーの不織布ウェブである場合、蒸気缶上の対流
時間は、重合体のα‐遷移温度よりも高い温度から液体
部分が５パーセントの場合の溶融開始温度の約１０パー
セント低い温度の範囲にメルトブロー・ファイバーを加
熱するのに十分な時間でなければならない。例えば、メ
ルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウェ
ブは、約１乃至約３００秒の接触時間の間約９０乃至約
１５０℃（１９４‐３０２度Ｆ）の測定表面温度に加熱
した一連の蒸気缶上を通過し、このウェブの所望の加熱
を行う。これの代わりに及び（または）これに加えて不
織布ウェブは赤外線の放射、マイクロ波、超音波エネル
ギー、火炎、高温ガス、高温の液体等によって過熱して
もよい。例えば、不織布ウェブは高熱のオーブンを通過
してもよい。発明者等は特定の理論に拘束されるべきで
はないが、張力を加える前にメルトブローした熱可塑性
で非エラストマの一般的に結晶した重合体のファイバー
の不織布ウェブをこの重合体のα‐遷移温度以上の温度
に加熱することが重要であると信じられている。α‐遷
移温度以上では、重合体のファイバー内の結晶は変形し
た構造に徐冷することができ、張力を加えた状態で保持
したファイバーを冷却すると、このようなファイバーに
よって構成された不織布ウェブの粒子透過抵抗（即ち、
粒子の透過に対する抵抗）が強化される。メルトブロー
・ファイバーは液体部分が５パーセントの場合の構成重
合体の溶融開始温度以上の温度に加熱すべきではないと
信じられている。好ましくは、この温度は、液体部分が
５パーセントの場合の重合体が溶融を開始すると判定さ
れた温度よりも１０パーセント以上低くなければならな
い。加熱の上限に接近する温度をおよそ判断する１つの
方法は、重合体の溶融温度（ケルビン温度で示す）に
０．９５を乗ずることである。
能材料１２が、例えば、ポリプロピレンのようなポリオ
レフィンから形成した、メルトブロー熱可塑性重合体の
ファイバーの不織布ウェブである場合、蒸気缶上の対流
時間は、重合体のα‐遷移温度よりも高い温度から液体
部分が５パーセントの場合の溶融開始温度の約１０パー
セント低い温度の範囲にメルトブロー・ファイバーを加
熱するのに十分な時間でなければならない。例えば、メ
ルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウェ
ブは、約１乃至約３００秒の接触時間の間約９０乃至約
１５０℃（１９４‐３０２度Ｆ）の測定表面温度に加熱
した一連の蒸気缶上を通過し、このウェブの所望の加熱
を行う。これの代わりに及び（または）これに加えて不
織布ウェブは赤外線の放射、マイクロ波、超音波エネル
ギー、火炎、高温ガス、高温の液体等によって過熱して
もよい。例えば、不織布ウェブは高熱のオーブンを通過
してもよい。発明者等は特定の理論に拘束されるべきで
はないが、張力を加える前にメルトブローした熱可塑性
で非エラストマの一般的に結晶した重合体のファイバー
の不織布ウェブをこの重合体のα‐遷移温度以上の温度
に加熱することが重要であると信じられている。α‐遷
移温度以上では、重合体のファイバー内の結晶は変形し
た構造に徐冷することができ、張力を加えた状態で保持
したファイバーを冷却すると、このようなファイバーに
よって構成された不織布ウェブの粒子透過抵抗（即ち、
粒子の透過に対する抵抗）が強化される。メルトブロー
・ファイバーは液体部分が５パーセントの場合の構成重
合体の溶融開始温度以上の温度に加熱すべきではないと
信じられている。好ましくは、この温度は、液体部分が
５パーセントの場合の重合体が溶融を開始すると判定さ
れた温度よりも１０パーセント以上低くなければならな
い。加熱の上限に接近する温度をおよそ判断する１つの
方法は、重合体の溶融温度（ケルビン温度で示す）に
０．９５を乗ずることである。
【００１７】重要なことは、メルトブロー・ファイバー
を特定の温度範囲内で加熱することによって、これらの
ファイバーは張力に応答して単に相互の上を滑るのでは
なく、ネック部形成中に延伸されるようになると信じら
れていることである。この延伸力はメルトブロー・ファ
イバーを介して分布し、その結果、少なくとも個々のメ
ルトブロー・ファイバーの一部は、ファイバーの直径が
実質的に直近の部分のファイバーの直径以下である部分
を有する。個々のメルトブロー・ファイバーの細くなっ
た部分は粒子の透過に対する改良された抵抗と関連する
と信じられている。このファイバーの直径の変化は、不
織布の粒子障壁材料の走査型電子顕微鏡写真によって観
察することができる。一般的に言って、直径の減少を示
す個々のメルトブロー・ファイバーの部分は、直近のフ
ァイバー部分よりも直径が少なくとも約１０パーセント
小さくなければならない。例えば、延伸された部分即ち
細くなった部分は、直近のファイバーの部分よりも約１
０パーセント乃至約９５パーセント直径が小さい。他の
例として、この延伸部分即ち細くなった部分は、直近の
ファイバーの部分よりも約１０パーセント乃至約５０パ
ーセント直径が小さい。
を特定の温度範囲内で加熱することによって、これらの
ファイバーは張力に応答して単に相互の上を滑るのでは
なく、ネック部形成中に延伸されるようになると信じら
れていることである。この延伸力はメルトブロー・ファ
イバーを介して分布し、その結果、少なくとも個々のメ
ルトブロー・ファイバーの一部は、ファイバーの直径が
実質的に直近の部分のファイバーの直径以下である部分
を有する。個々のメルトブロー・ファイバーの細くなっ
た部分は粒子の透過に対する改良された抵抗と関連する
と信じられている。このファイバーの直径の変化は、不
織布の粒子障壁材料の走査型電子顕微鏡写真によって観
察することができる。一般的に言って、直径の減少を示
す個々のメルトブロー・ファイバーの部分は、直近のフ
ァイバー部分よりも直径が少なくとも約１０パーセント
小さくなければならない。例えば、延伸された部分即ち
細くなった部分は、直近のファイバーの部分よりも約１
０パーセント乃至約９５パーセント直径が小さい。他の
例として、この延伸部分即ち細くなった部分は、直近の
ファイバーの部分よりも約１０パーセント乃至約５０パ
ーセント直径が小さい。
【００１８】更に、この延伸力によって、不織布ウェブ
のメルトブロー・ファイバーの一般的な配向は、ランダ
ムな形状から若干配向したまたは直線的な形状に変化す
る。このファイバーの配向によって、不織布ウェブの孔
の形状が変化すると信じられている。制御材料は形状が
円形の傾向を有する孔を含んでいる。熱処理と延伸の
後、これらの孔は、ほぼ同じ断面積を有するがむしろ延
伸された形状を取ると信じられている。これらの孔の最
も細い寸法はこの孔の全体面積を変化させることなく減
少すると信じられているので、これらの細い孔は、粒子
がその中に浮遊しているガスまたは他の流体（例えば、
液体）の通路として使用可能な面積を減少させることな
く、粒子及び（または）液滴の通路に対して大きな障害
になる。個々のメルトブロー・ファイバーの延伸部分と
処理済みの不織布の変形した孔の形状は、共に即ち組み
合わされて、この処理済みの不織布材料に適用され、そ
の結果、粒子透過率は、ファイバーの直径及び（また
は）ファイバーの配向に上述した変化を発生するように
処理されなかった同様の不織布ウェブよりも少なくとも
約１０パーセント低下すると信じられる。メルトブロー
・ファイバーの不織布ウェブは従来のメルトブロー・プ
ロセスを使用して形成することができる。好ましくは、
この不織布ウェブのメルトブロー・ファイバーは、メル
トブロー・マイクロファイバーを含んで粒子障壁特性を
向上させる。例えば、画像分析法によって求めたメルト
ブロー・マイクロファイバーの少なくとも約５０パーセ
ントは、約５ミクロン以下の平均直径を有することがで
きる。更に他の例として、メルトブロー・マイクロファ
イバーの少なくとも約５０パーセントは超極細のマイク
ロファイバーであり、これは約３ミクロン以下の平均直
径を有する。他の例として、メルトブロー・マイクロフ
ァイバーの約６０パーセント乃至約１００パーセント
は、５ミクロン以下の平均直径を有するか、または超極
細のマイクロファイバーである。
のメルトブロー・ファイバーの一般的な配向は、ランダ
ムな形状から若干配向したまたは直線的な形状に変化す
る。このファイバーの配向によって、不織布ウェブの孔
の形状が変化すると信じられている。制御材料は形状が
円形の傾向を有する孔を含んでいる。熱処理と延伸の
後、これらの孔は、ほぼ同じ断面積を有するがむしろ延
伸された形状を取ると信じられている。これらの孔の最
も細い寸法はこの孔の全体面積を変化させることなく減
少すると信じられているので、これらの細い孔は、粒子
がその中に浮遊しているガスまたは他の流体（例えば、
液体）の通路として使用可能な面積を減少させることな
く、粒子及び（または）液滴の通路に対して大きな障害
になる。個々のメルトブロー・ファイバーの延伸部分と
処理済みの不織布の変形した孔の形状は、共に即ち組み
合わされて、この処理済みの不織布材料に適用され、そ
の結果、粒子透過率は、ファイバーの直径及び（また
は）ファイバーの配向に上述した変化を発生するように
処理されなかった同様の不織布ウェブよりも少なくとも
約１０パーセント低下すると信じられる。メルトブロー
・ファイバーの不織布ウェブは従来のメルトブロー・プ
ロセスを使用して形成することができる。好ましくは、
この不織布ウェブのメルトブロー・ファイバーは、メル
トブロー・マイクロファイバーを含んで粒子障壁特性を
向上させる。例えば、画像分析法によって求めたメルト
ブロー・マイクロファイバーの少なくとも約５０パーセ
ントは、約５ミクロン以下の平均直径を有することがで
きる。更に他の例として、メルトブロー・マイクロファ
イバーの少なくとも約５０パーセントは超極細のマイク
ロファイバーであり、これは約３ミクロン以下の平均直
径を有する。他の例として、メルトブロー・マイクロフ
ァイバーの約６０パーセント乃至約１００パーセント
は、５ミクロン以下の平均直径を有するか、または超極
細のマイクロファイバーである。
【００１９】不織布ウェブは、またメルトブロー・ファ
イバーと１つ以上の二次材料の混合物であってもよい。
このような不織布ウェブの１例として、米国特許番号第
４，１００，３２４号と４，８０３，１１７号を参照
し、これらはそれぞれ参考としてその内容の全体をここ
に含み、この場合、メルトブロー・ファイバーとその他
の材料は混ぜ合わされてランダムに分散されたファイバ
ーも単一の互いに密着したウェブを形成する。このよう
な混合物は、メルトブロー・ファイバーが搬送されてい
るガス流に対してファイバー及び（または）微粒子を加
えることによって形成することができ、その結果、メル
トブロー・ファイバーを収集装置に集めてランダムに分
散したメルトブロー・ファイバーとその他の材料の互い
に密着したウェブを形成する前に密接に絡まって混ぜ合
わされたメルトブロー・ファイバーとその他の材料が得
られる。このような不織布混合ウェブに使用することの
できる有用な材料には、例えば、木材パルプ、天然原料
と合成原料（例えば、綿、羊毛、アスベスト、レーヨ
ン、ポリエステル、ポリアミド、ガラス、ポリオレフィ
ン、セルロース誘導体等）からのステープル・ファイバ
ー、多重成分ファイバー、吸収性ファイバー、導電性フ
ァイバー、及び、例えば、活性炭／カーボン、クレイ、
スターチ、金属酸化物、超吸収性材料のような微粒子及
びこれらの材料の混合物が含まれる。他の種類の不織布
混合ウェブも使用することができる。いずれもラドワス
キー他に付与された米国特許番号第４，９３１，３５５
号と第４，９５０，５３１号に開示されているように、
例えば、水圧によって絡ませたメルトブローの不織布混
合ウェブを使用することができ、この開示の内容は参考
としてその全体をここに含んでいる。
イバーと１つ以上の二次材料の混合物であってもよい。
このような不織布ウェブの１例として、米国特許番号第
４，１００，３２４号と４，８０３，１１７号を参照
し、これらはそれぞれ参考としてその内容の全体をここ
に含み、この場合、メルトブロー・ファイバーとその他
の材料は混ぜ合わされてランダムに分散されたファイバ
ーも単一の互いに密着したウェブを形成する。このよう
な混合物は、メルトブロー・ファイバーが搬送されてい
るガス流に対してファイバー及び（または）微粒子を加
えることによって形成することができ、その結果、メル
トブロー・ファイバーを収集装置に集めてランダムに分
散したメルトブロー・ファイバーとその他の材料の互い
に密着したウェブを形成する前に密接に絡まって混ぜ合
わされたメルトブロー・ファイバーとその他の材料が得
られる。このような不織布混合ウェブに使用することの
できる有用な材料には、例えば、木材パルプ、天然原料
と合成原料（例えば、綿、羊毛、アスベスト、レーヨ
ン、ポリエステル、ポリアミド、ガラス、ポリオレフィ
ン、セルロース誘導体等）からのステープル・ファイバ
ー、多重成分ファイバー、吸収性ファイバー、導電性フ
ァイバー、及び、例えば、活性炭／カーボン、クレイ、
スターチ、金属酸化物、超吸収性材料のような微粒子及
びこれらの材料の混合物が含まれる。他の種類の不織布
混合ウェブも使用することができる。いずれもラドワス
キー他に付与された米国特許番号第４，９３１，３５５
号と第４，９５０，５３１号に開示されているように、
例えば、水圧によって絡ませたメルトブローの不織布混
合ウェブを使用することができ、この開示の内容は参考
としてその全体をここに含んでいる。
【００２０】蒸気缶から、加熱したネック部形成可能材
料１２は、スタック・ローラ３２と３４に関連する回転
方向の矢印によって示す逆Ｓ字形の経路のＳ字ロール構
成３０のニップ２８を通過する。このＳ字ロール構成３
０から、この加熱したネック部形成可能材料１２は、駆
動ローラ４０と４２によって形成した駆動ローラ構成３
８のニップ３６を通過する。Ｓ字ロール構成３０のロー
ラの周速度（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｌｉｎｅａｒ ｓ
ｐｅｅｄ）は駆動ローラ構成３８のローラの周速度以下
に制御されているので、この加熱したネック部形成可能
材料１２は、Ｓ字ロール構成３０と駆動ロール構成３８
のニップの間で張力を与えられる。これらのローラの速
度の差を調整することによって、この加熱したネック部
形成可能材料１２に張力が加えられ、その結果、この材
料には所望量のネック部が形成され、この材料が冷却さ
れる間、この材料は張力を加え、ネックを形成した状態
に保持される。加熱したネック部形成可能材料のネック
‐ダウンに影響を及ぼす他のファクタは、張力を加える
ローラ間の距離、延伸ステージの数及び張力を加えた状
態に保持される加熱した材料の合計長さである。例え
ば、冷却した空気またはウォータ・スプレーのような冷
却流体を使用することによって、冷却を促進してもよ
い。
料１２は、スタック・ローラ３２と３４に関連する回転
方向の矢印によって示す逆Ｓ字形の経路のＳ字ロール構
成３０のニップ２８を通過する。このＳ字ロール構成３
０から、この加熱したネック部形成可能材料１２は、駆
動ローラ４０と４２によって形成した駆動ローラ構成３
８のニップ３６を通過する。Ｓ字ロール構成３０のロー
ラの周速度（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｌｉｎｅａｒ ｓ
ｐｅｅｄ）は駆動ローラ構成３８のローラの周速度以下
に制御されているので、この加熱したネック部形成可能
材料１２は、Ｓ字ロール構成３０と駆動ロール構成３８
のニップの間で張力を与えられる。これらのローラの速
度の差を調整することによって、この加熱したネック部
形成可能材料１２に張力が加えられ、その結果、この材
料には所望量のネック部が形成され、この材料が冷却さ
れる間、この材料は張力を加え、ネックを形成した状態
に保持される。加熱したネック部形成可能材料のネック
‐ダウンに影響を及ぼす他のファクタは、張力を加える
ローラ間の距離、延伸ステージの数及び張力を加えた状
態に保持される加熱した材料の合計長さである。例え
ば、冷却した空気またはウォータ・スプレーのような冷
却流体を使用することによって、冷却を促進してもよ
い。
【００２１】一般的に言って、これらのローラの速度の
差は、加熱したネック部形成可能材料１２がその当初の
幅（即ち、張力を加える前）の少なくとも約１０パーセ
ント以下の細さにネック‐ダウンするのに十分である。
例えば、この加熱したネック部形成可能材料１２は、そ
の当初の幅より約１５パーセント乃至約５０パーセント
細くネック‐ダウンすることができる。本発明は、加熱
したネック部形成可能材料１２に張力を加える他の方法
を使用することを考えている。例えば、冷却した場合、
この結果得られる材料４４が粒子の透過に対して改良し
た抵抗を有するように、例えば、装置と直交する方向の
ような他の方向にネック部形成可能材料１２を延伸する
乾燥機またはその他の装置と直交方向のストレッチャー
を使用することができる。重要なことは、本発明のプロ
セスは、メルトブロー・ファイバーが部分的に延伸され
るように不織布材料をネック‐ダウンすることであり、
この場合、個々のメルトブロー・ファイバーの少なくと
も一部は、この材料の多孔性と妥協することなく、ファ
イバーの直径が実質的に直近の部分の直径以下のファイ
バーの直径である部分を有する。メルトブロー・ファイ
バーのウェブは、これらが高度に絡まった細いファイバ
ーのネットワークであるため、ネック部の形成と延伸に
抵抗する傾向がある。空気と水蒸気に対して透過性があ
り、その上粒子に対して比較的非透過性であるのは、こ
の同じ高度に絡まったネットワークである。裂け目のよ
うなこのファイバーのネットワーク内の全体的な変化に
よって、粒子が透過することができるようになる。
差は、加熱したネック部形成可能材料１２がその当初の
幅（即ち、張力を加える前）の少なくとも約１０パーセ
ント以下の細さにネック‐ダウンするのに十分である。
例えば、この加熱したネック部形成可能材料１２は、そ
の当初の幅より約１５パーセント乃至約５０パーセント
細くネック‐ダウンすることができる。本発明は、加熱
したネック部形成可能材料１２に張力を加える他の方法
を使用することを考えている。例えば、冷却した場合、
この結果得られる材料４４が粒子の透過に対して改良し
た抵抗を有するように、例えば、装置と直交する方向の
ような他の方向にネック部形成可能材料１２を延伸する
乾燥機またはその他の装置と直交方向のストレッチャー
を使用することができる。重要なことは、本発明のプロ
セスは、メルトブロー・ファイバーが部分的に延伸され
るように不織布材料をネック‐ダウンすることであり、
この場合、個々のメルトブロー・ファイバーの少なくと
も一部は、この材料の多孔性と妥協することなく、ファ
イバーの直径が実質的に直近の部分の直径以下のファイ
バーの直径である部分を有する。メルトブロー・ファイ
バーのウェブは、これらが高度に絡まった細いファイバ
ーのネットワークであるため、ネック部の形成と延伸に
抵抗する傾向がある。空気と水蒸気に対して透過性があ
り、その上粒子に対して比較的非透過性であるのは、こ
の同じ高度に絡まったネットワークである。裂け目のよ
うなこのファイバーのネットワーク内の全体的な変化に
よって、粒子が透過することができるようになる。
【００２２】上述したようにメルトブロー・ファイバー
を加熱し、この加熱した材料にネック部を形成して個々
のメルトブロー・ファイバーにファイバーの配向及び
（または）延伸された即ち細くなった部分を形成し、次
にこのネック部を設けた材料を冷却するとメルトブロー
・ファイバーがこのようなファイバーの配向及び（また
は）ファイバーの直径の変化を示さない同様の不織布ウ
ェブと比較して、メルトブロー・ファイバーのウェブの
好ましい多孔性を犠牲にすることなく、粒子の透過を少
なくとも約１０パーセント少なくすることができること
が分かっている。一般的に言って、本発明のプロセスは
裂け目を発生しないが、このような裂け目は、粒子障壁
材料の粒子の透過に対する抵抗を著しく削減するもので
ある。熱のかかっていない場合に上述した直径の変化を
示すメルトブロー・ファイバーを有する粒子障壁材料を
製造しようとする試みは、一般的に不成功であった。こ
れの代わりに及び（または）これに加えて、例えば、１
平方メートル当たり約５１グラムの坪量を有する本発明
の粒子障壁材料は、約１．５ミクロ乃至約１２ミクロン
以上の範囲の平均直径を有する粒子に対して約４パーセ
ント以下の粒子透過率で表される粒子の透過に対する抵
抗を得ることができる。例えば、このような粒子障壁材
料は、約１．５ミクロン乃至約７ミクロンの範囲の平均
直径を有する粒子に対して約２パーセント以下の粒子透
過率を有することができる。このような粒子障壁材料
は、また約０．０９ミクロン以上の平均直径を有する粒
子に対して約５０パーセント以下の粒子透過率を有する
ことができる。例えば、このような粒子障壁材料は、約
０．０９ミクロン乃至約１ミクロンの範囲の平均直径を
有する粒子に対して約４０パーセント以下の粒子透過率
を有することができる。更に他の例として、この粒子障
壁材料は、約０．１ミクロン以上の平均直径を有する粒
子に対して約５０パーセント以下の粒子透過率を有する
ことができる。例えば、約５１ｇｓｍの坪量を有する粒
子障壁材料は、約０．３ミクロン乃至約１ミクロンの範
囲の平均直径を有する粒子に対して約４０パーセント前
後の粒子透過率を有することができる。
を加熱し、この加熱した材料にネック部を形成して個々
のメルトブロー・ファイバーにファイバーの配向及び
（または）延伸された即ち細くなった部分を形成し、次
にこのネック部を設けた材料を冷却するとメルトブロー
・ファイバーがこのようなファイバーの配向及び（また
は）ファイバーの直径の変化を示さない同様の不織布ウ
ェブと比較して、メルトブロー・ファイバーのウェブの
好ましい多孔性を犠牲にすることなく、粒子の透過を少
なくとも約１０パーセント少なくすることができること
が分かっている。一般的に言って、本発明のプロセスは
裂け目を発生しないが、このような裂け目は、粒子障壁
材料の粒子の透過に対する抵抗を著しく削減するもので
ある。熱のかかっていない場合に上述した直径の変化を
示すメルトブロー・ファイバーを有する粒子障壁材料を
製造しようとする試みは、一般的に不成功であった。こ
れの代わりに及び（または）これに加えて、例えば、１
平方メートル当たり約５１グラムの坪量を有する本発明
の粒子障壁材料は、約１．５ミクロ乃至約１２ミクロン
以上の範囲の平均直径を有する粒子に対して約４パーセ
ント以下の粒子透過率で表される粒子の透過に対する抵
抗を得ることができる。例えば、このような粒子障壁材
料は、約１．５ミクロン乃至約７ミクロンの範囲の平均
直径を有する粒子に対して約２パーセント以下の粒子透
過率を有することができる。このような粒子障壁材料
は、また約０．０９ミクロン以上の平均直径を有する粒
子に対して約５０パーセント以下の粒子透過率を有する
ことができる。例えば、このような粒子障壁材料は、約
０．０９ミクロン乃至約１ミクロンの範囲の平均直径を
有する粒子に対して約４０パーセント以下の粒子透過率
を有することができる。更に他の例として、この粒子障
壁材料は、約０．１ミクロン以上の平均直径を有する粒
子に対して約５０パーセント以下の粒子透過率を有する
ことができる。例えば、約５１ｇｓｍの坪量を有する粒
子障壁材料は、約０．３ミクロン乃至約１ミクロンの範
囲の平均直径を有する粒子に対して約４０パーセント前
後の粒子透過率を有することができる。
【００２３】更に、本発明の粒子障壁材料は約２０ｆｔ
3 ／分／ｆｔ2 （ＣＦＭ／ｆｔ2 ）以上の気孔率を有す
るこができる。例えば、粒子障壁材料は約２５乃至約１
００ＣＦＭ／ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができ
る。他の例として、粒子障壁材料は約３０乃至約７５Ｃ
ＦＭ／ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができる。好
ましくは、粒子障壁材料は、１平方メートル当たり約６
乃至約４００グラムの坪量を有する。例えば、この坪量
は１平方メートル当たり約１０乃至約１５０グラムの範
囲である。他の例として、この坪量は１平方メートル当
たり約１５乃至約９０グラムの範囲である。粒子障壁の
特性は、一般的に坪量の増加と共に改善される。過去に
於いては、粒子の透過に対する強度と抵抗の満足できる
水準を得るには、より重い坪量が必要であった。本発明
の粒子障壁材料では、比較的小さい坪量（例えば、約１
０ｇｓｍ乃至約３０ｇｓｍ）で満足することのできる粒
子の透過に対する抵抗を得ることができる。これは、軽
量の粒子障壁材料に一般的であり粒子障壁の特性を破壊
する裂け目の発生の可能性を削減するために張力を加え
る前にこの材料を加熱することに部分的に由来する。更
に、個々のメルトブロー・ファイバーの延伸部分並びに
処理済みの不織布材料の変形された孔の形状が、共に即
ち組み合わされて、粒子の透過に対する改良した抵抗を
提供する。ネック部形成プロセスは不織布材料の坪量を
増加させる傾向があるが、この増加量は極めて小さく、
特にネック部を設けた材料によって得られる粒子の透過
の減少と比較すると小さい。例えば、幾くつかの材料
は、１５パーセントを大幅に超える（例えば、２５パー
セント、５０パーセントまたはこれ以上）の粒子の透過
率の減少を行う一方、約１５パーセント以下の坪量の増
加を示す場合がある。従って、本発明は、これによって
軽量の不織布粒子障壁材料をより効率的且つ効果的に使
用することができるという更に他の理由によって、経済
的且つ実用的な粒子障壁材料を提供する。
3 ／分／ｆｔ2 （ＣＦＭ／ｆｔ2 ）以上の気孔率を有す
るこができる。例えば、粒子障壁材料は約２５乃至約１
００ＣＦＭ／ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができ
る。他の例として、粒子障壁材料は約３０乃至約７５Ｃ
ＦＭ／ｆｔ2 の範囲の気孔率を有することができる。好
ましくは、粒子障壁材料は、１平方メートル当たり約６
乃至約４００グラムの坪量を有する。例えば、この坪量
は１平方メートル当たり約１０乃至約１５０グラムの範
囲である。他の例として、この坪量は１平方メートル当
たり約１５乃至約９０グラムの範囲である。粒子障壁の
特性は、一般的に坪量の増加と共に改善される。過去に
於いては、粒子の透過に対する強度と抵抗の満足できる
水準を得るには、より重い坪量が必要であった。本発明
の粒子障壁材料では、比較的小さい坪量（例えば、約１
０ｇｓｍ乃至約３０ｇｓｍ）で満足することのできる粒
子の透過に対する抵抗を得ることができる。これは、軽
量の粒子障壁材料に一般的であり粒子障壁の特性を破壊
する裂け目の発生の可能性を削減するために張力を加え
る前にこの材料を加熱することに部分的に由来する。更
に、個々のメルトブロー・ファイバーの延伸部分並びに
処理済みの不織布材料の変形された孔の形状が、共に即
ち組み合わされて、粒子の透過に対する改良した抵抗を
提供する。ネック部形成プロセスは不織布材料の坪量を
増加させる傾向があるが、この増加量は極めて小さく、
特にネック部を設けた材料によって得られる粒子の透過
の減少と比較すると小さい。例えば、幾くつかの材料
は、１５パーセントを大幅に超える（例えば、２５パー
セント、５０パーセントまたはこれ以上）の粒子の透過
率の減少を行う一方、約１５パーセント以下の坪量の増
加を示す場合がある。従って、本発明は、これによって
軽量の不織布粒子障壁材料をより効率的且つ効果的に使
用することができるという更に他の理由によって、経済
的且つ実用的な粒子障壁材料を提供する。
【００２４】本発明の粒子障壁材料はまた他の材料の１
つ以上の層と結合し、多層積層材を形成することができ
る。これらの他の層は、例えば、織布ファブリック、ニ
ット・ファブリック、ボンディングとカーディングを行
ったウェブ、連続したフィラメントのウェブ、メルトブ
ロー・ファイバーのウェブ、及びこれらの組み合わせで
ある。好ましくは、この他の材料は、粒子障壁材料とお
よそ同じまたはこれ以上の程度の気孔率を有する。例え
ば、もし粒子障壁材料が約２０ＣＭＦ／ｆｔ2以上の気
孔率を有していれば、この材料の他の層は、少なくとも
約２０ＣＦＭ／ｆｔ2 の気孔率をまた有していなければ
ならない。本発明の１実施例では、粒子障壁材料の１層
以上がこの粒子障壁材料の１つ以上の他の層を覆って多
層積層材を形成してもよい。例えば、各ファブリックの
ファイバーの配向の一般的な方向（例えば、装置の方
向）が直交するように、これらの層を交差させて重ねて
もよい。他の実施例では、各層の間のファイバーの配向
の一般的な方向が０度と９０度の間の角度を形成するよ
うに、これらの層を重ね合わせてもよい。多層積層材の
各層のファイバーの配向方向を変化させることによっ
て、粒子の透過に対する積層材の抵抗を強化すべきであ
ると信じられている。上で論じたように、各層のファイ
バーの配向によって、不織布ウェブの孔の形状が変化す
る。熱処理と延伸の後、これらの孔はほぼ同じ断面積を
有する幾分引き伸ばされた形状を取ると考えられる。こ
れらの孔の最も細い寸法は、この孔の面積全体を変化さ
せることなく減少すると信じられているので、細くなっ
た孔は、粒子がその中に浮遊しているガスまたはその他
の流体の通路として使用することのできる面積を小さく
することなく、粒子及び（または）液滴の通路に対する
より大きな障害になる。一般的に言って、積層材の各層
の配向して引き伸ばされた孔は、非常に限定された意味
で偏光フイルムと類比することができる。各層の間のフ
ァイバーの配向の一般的な方向を変化させて０度と９０
度の間の角度を形成することによって、少なくとも少し
の程度だけ積層材の粒子の透過に対する抵抗を変化させ
ることができ、その結果、配向角度を変化させることに
よって、異なった抵抗を発生することができると考えら
れる。
つ以上の層と結合し、多層積層材を形成することができ
る。これらの他の層は、例えば、織布ファブリック、ニ
ット・ファブリック、ボンディングとカーディングを行
ったウェブ、連続したフィラメントのウェブ、メルトブ
ロー・ファイバーのウェブ、及びこれらの組み合わせで
ある。好ましくは、この他の材料は、粒子障壁材料とお
よそ同じまたはこれ以上の程度の気孔率を有する。例え
ば、もし粒子障壁材料が約２０ＣＭＦ／ｆｔ2以上の気
孔率を有していれば、この材料の他の層は、少なくとも
約２０ＣＦＭ／ｆｔ2 の気孔率をまた有していなければ
ならない。本発明の１実施例では、粒子障壁材料の１層
以上がこの粒子障壁材料の１つ以上の他の層を覆って多
層積層材を形成してもよい。例えば、各ファブリックの
ファイバーの配向の一般的な方向（例えば、装置の方
向）が直交するように、これらの層を交差させて重ねて
もよい。他の実施例では、各層の間のファイバーの配向
の一般的な方向が０度と９０度の間の角度を形成するよ
うに、これらの層を重ね合わせてもよい。多層積層材の
各層のファイバーの配向方向を変化させることによっ
て、粒子の透過に対する積層材の抵抗を強化すべきであ
ると信じられている。上で論じたように、各層のファイ
バーの配向によって、不織布ウェブの孔の形状が変化す
る。熱処理と延伸の後、これらの孔はほぼ同じ断面積を
有する幾分引き伸ばされた形状を取ると考えられる。こ
れらの孔の最も細い寸法は、この孔の面積全体を変化さ
せることなく減少すると信じられているので、細くなっ
た孔は、粒子がその中に浮遊しているガスまたはその他
の流体の通路として使用することのできる面積を小さく
することなく、粒子及び（または）液滴の通路に対する
より大きな障害になる。一般的に言って、積層材の各層
の配向して引き伸ばされた孔は、非常に限定された意味
で偏光フイルムと類比することができる。各層の間のフ
ァイバーの配向の一般的な方向を変化させて０度と９０
度の間の角度を形成することによって、少なくとも少し
の程度だけ積層材の粒子の透過に対する抵抗を変化させ
ることができ、その結果、配向角度を変化させることに
よって、異なった抵抗を発生することができると考えら
れる。
【００２５】図２〜図９は本発明に従って処理されなか
ったメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織
布ウェブの走査型顕微鏡写真である。図２と図３に示す
材料は、従来のメルトブロー・プロセスの装置を使用し
て形成したメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバー
の５１ｇｓｍの不織布ウェブである。更に詳しくは、図
２と図３は、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーの不織布ウェブの５０倍（直線倍率）の顕微鏡写真で
ある。図４は、図２と図３に示す材料の一部の５０００
倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図５は、図２と図
３に示す材料の一部の１０００倍（直線倍率）の顕微鏡
写真である。図６と図７は、特定の温度に加熱し、この
温度で延伸し、次にこの延伸した状態で冷却した材料の
走査型電子顕微鏡写真である。図６と図７に示すファブ
リックは、従来のメルトブロー・プロセスの装置を使用
して形成したメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーの５１ｇｓｍの不織布ウェブ（ボンディングしていな
い）から作られた。この不織布材料は、約１０秒の合計
接触時間の間約１１０℃の温度に加熱した一連の蒸気缶
上を通過させた。張力を加え、加熱した不織布材料の約
３０パーセントにネック部を形成し（即ち、約３０パー
セントのネック‐ダウン率）、このネック部を形成した
不織布材料は、このネック部の状態を保持しながら、室
温迄冷却した。
ったメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織
布ウェブの走査型顕微鏡写真である。図２と図３に示す
材料は、従来のメルトブロー・プロセスの装置を使用し
て形成したメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバー
の５１ｇｓｍの不織布ウェブである。更に詳しくは、図
２と図３は、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーの不織布ウェブの５０倍（直線倍率）の顕微鏡写真で
ある。図４は、図２と図３に示す材料の一部の５０００
倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図５は、図２と図
３に示す材料の一部の１０００倍（直線倍率）の顕微鏡
写真である。図６と図７は、特定の温度に加熱し、この
温度で延伸し、次にこの延伸した状態で冷却した材料の
走査型電子顕微鏡写真である。図６と図７に示すファブ
リックは、従来のメルトブロー・プロセスの装置を使用
して形成したメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーの５１ｇｓｍの不織布ウェブ（ボンディングしていな
い）から作られた。この不織布材料は、約１０秒の合計
接触時間の間約１１０℃の温度に加熱した一連の蒸気缶
上を通過させた。張力を加え、加熱した不織布材料の約
３０パーセントにネック部を形成し（即ち、約３０パー
セントのネック‐ダウン率）、このネック部を形成した
不織布材料は、このネック部の状態を保持しながら、室
温迄冷却した。
【００２６】更に詳しくは、図６と図７は、メルトブロ
ー・ポリプロピレン・ファイバーによって構成され、上
述のように処理した粒子障壁材料の５０倍（直線倍率）
の顕微鏡写真である。図２と図３と比較すると、この粒
子障壁材料のメルトブロー・ファイバーはランダムな形
状がより少なく、写真の幅方向を横切って配向されてい
るように見える。図８〜図１７は、種々の温度に加熱
し、次に破壊する迄これらの温度で延伸した材料の走査
型電子顕微鏡写真である。この走査型電子顕微鏡写真は
破壊領域の近くで撮ったものであった。これらの材料を
形成するために使用した特定の条件と手順を、例１に示
す。図８〜図１７に示す材料は、従来のメルトブロー・
プロセスの装置を使用して形成したメルトブロー・ポリ
プロピレン・ファイバーの５１ｇｓｍの不織布ウェブ
（ボンディングしていない）である。更に詳しくは、図
８と図９は、約３０℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料の拡大顕微鏡写真である。図８は、
この材料の一部の１５００倍（直線倍率）の顕微鏡写真
である。図９は、この材料の一部の１０００倍（直線倍
率）の顕微鏡写真である。
ー・ポリプロピレン・ファイバーによって構成され、上
述のように処理した粒子障壁材料の５０倍（直線倍率）
の顕微鏡写真である。図２と図３と比較すると、この粒
子障壁材料のメルトブロー・ファイバーはランダムな形
状がより少なく、写真の幅方向を横切って配向されてい
るように見える。図８〜図１７は、種々の温度に加熱
し、次に破壊する迄これらの温度で延伸した材料の走査
型電子顕微鏡写真である。この走査型電子顕微鏡写真は
破壊領域の近くで撮ったものであった。これらの材料を
形成するために使用した特定の条件と手順を、例１に示
す。図８〜図１７に示す材料は、従来のメルトブロー・
プロセスの装置を使用して形成したメルトブロー・ポリ
プロピレン・ファイバーの５１ｇｓｍの不織布ウェブ
（ボンディングしていない）である。更に詳しくは、図
８と図９は、約３０℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料の拡大顕微鏡写真である。図８は、
この材料の一部の１５００倍（直線倍率）の顕微鏡写真
である。図９は、この材料の一部の１０００倍（直線倍
率）の顕微鏡写真である。
【００２７】図１０と図１１は、約８０℃の温度に加熱
し、次に延伸したネック部形成可能材料の拡大顕微鏡写
真である。図１０と図１１は、この材料の一部の１００
０倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図１２と図１３
は、約１０５℃の温度に加熱し、次に延伸したネック部
形成可能材料の拡大顕微鏡写真である。図１２は、この
材料の一部の１５００倍（直線倍率）の顕微鏡写真であ
る。図１３は、この材料の一部の１０００倍（直線倍
率）の顕微鏡写真である。図１４と図１５は、約１３０
℃の温度に加熱し、次に延伸したネック部形成可能材料
の拡大顕微鏡写真である。図１４は、この材料の一部の
７００倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図１５は、
この材料の一部の３０００倍（直線倍率）の顕微鏡写真
である。図１６と図１７は、約１５０℃の温度に加熱
し、次に延伸したネック部形成可能材料の拡大顕微鏡写
真である。図１６と図１７は、この材料の一部の１００
０倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図８、９、１６
と１７に示すメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーを図１０〜図１５に示すメルトブロー・ポリプロピレ
ン・ファイバーと比較すると、図１０〜図１５に示すメ
ルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーはファイバー
の直径が周囲の部分の直径以下である小さな部分を有し
ている。張力を加熱したメルトブロー・ポリプロピレン
・ファイバーに加えている間に、このファイバーは実際
に延伸されたように見える。発明者等は特定の動作理論
に拘束されるべきではないが、個々のメルトブロー・ポ
リプロピレン・ファイバーの延伸部分（並びに不織布ウ
ェブ内のファイバーの配向）の存在は、これらのメルト
ブロー・ポリプロピレン・ファイバーがポリプロピレン
のα‐遷移温度よりも高い温度から液体部分が５パーセ
ントの場合の溶融開始温度の約１０パーセント低い温度
の範囲迄加熱され、延伸されて個々のメルトブロー・フ
ァイバー内に所望の延伸部分［（及び／または）ファイ
バーの配向］を形成し、次に冷却され、その結果、粒子
の透過率はメルトブロー・ファイバーがファイバーの配
向及び（または）ファイバーの直径の変化を示さない同
様の不織布ウェブと比較して少なくとも約１０パーセン
ト減少することを示していると信じられている。 例 １ 張力を加え、特定の環境条件に保持されているサンプル
の粒子障壁材料にネック部を形成した。ネック部形成の
水準の低い場合の破壊及び（または）裂け目は、粒子障
壁特性の損失を示す。全てのサンプルは同一の環境チャ
ンバ内で同一の装置でテストした。
し、次に延伸したネック部形成可能材料の拡大顕微鏡写
真である。図１０と図１１は、この材料の一部の１００
０倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図１２と図１３
は、約１０５℃の温度に加熱し、次に延伸したネック部
形成可能材料の拡大顕微鏡写真である。図１２は、この
材料の一部の１５００倍（直線倍率）の顕微鏡写真であ
る。図１３は、この材料の一部の１０００倍（直線倍
率）の顕微鏡写真である。図１４と図１５は、約１３０
℃の温度に加熱し、次に延伸したネック部形成可能材料
の拡大顕微鏡写真である。図１４は、この材料の一部の
７００倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図１５は、
この材料の一部の３０００倍（直線倍率）の顕微鏡写真
である。図１６と図１７は、約１５０℃の温度に加熱
し、次に延伸したネック部形成可能材料の拡大顕微鏡写
真である。図１６と図１７は、この材料の一部の１００
０倍（直線倍率）の顕微鏡写真である。図８、９、１６
と１７に示すメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーを図１０〜図１５に示すメルトブロー・ポリプロピレ
ン・ファイバーと比較すると、図１０〜図１５に示すメ
ルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーはファイバー
の直径が周囲の部分の直径以下である小さな部分を有し
ている。張力を加熱したメルトブロー・ポリプロピレン
・ファイバーに加えている間に、このファイバーは実際
に延伸されたように見える。発明者等は特定の動作理論
に拘束されるべきではないが、個々のメルトブロー・ポ
リプロピレン・ファイバーの延伸部分（並びに不織布ウ
ェブ内のファイバーの配向）の存在は、これらのメルト
ブロー・ポリプロピレン・ファイバーがポリプロピレン
のα‐遷移温度よりも高い温度から液体部分が５パーセ
ントの場合の溶融開始温度の約１０パーセント低い温度
の範囲迄加熱され、延伸されて個々のメルトブロー・フ
ァイバー内に所望の延伸部分［（及び／または）ファイ
バーの配向］を形成し、次に冷却され、その結果、粒子
の透過率はメルトブロー・ファイバーがファイバーの配
向及び（または）ファイバーの直径の変化を示さない同
様の不織布ウェブと比較して少なくとも約１０パーセン
ト減少することを示していると信じられている。 例 １ 張力を加え、特定の環境条件に保持されているサンプル
の粒子障壁材料にネック部を形成した。ネック部形成の
水準の低い場合の破壊及び（または）裂け目は、粒子障
壁特性の損失を示す。全てのサンプルは同一の環境チャ
ンバ内で同一の装置でテストした。
【００２８】テストした不織布の粒子障壁材料は、約５
１ｇｓｍの坪量を有するメルトブロー・ポリプロピレン
・ファイバーのボンディングしていない不織布ウェブで
あった。約３インチ×約６インチ［６インチの長手方向
は、サンプルの機械方向（ＭＤ）と平行に走る］の測定
したサンプルを、インストロン・モデル１１２２万能試
験装置の３インチ×１インチ（即ち、各ジヨーは幅が３
インチ高さが１インチであった）に装着した。これらの
ジヨーはテスト中インストロンモデル３１１１シリーズ
８０８の環境チャンバ（ドアに窓を有している）に取り
囲まれ、従ってサンプルの環境（温度）は制御可能であ
った。この環境チャンバは事前に所望の温度にセットさ
れ、均衡状態に達することが可能であった。温度計を使
用し、正確な温度の読みを保証した。ジヨーに装着した
後、このサンプルを少なくとも３分間チャンバ内に保持
し、このサンプルを加熱すると共にチャンバに再び均衡
状態を達成させた。サンプルをチャンバの窓を介して見
ることができるように、ビデオ・カメラを所定の位置に
移動させた。このカメラのレンズからサンプル迄の距離
は、約１２インチであった。マイクロ・レンズを使用
し、サンプルを拡大するように焦点を合わせた。このカ
メラを始動し、約５秒間動作させ、インストロンのクロ
スヘッドが始動する前に、張力ゼロでサンプルの幅を読
み取った。これに続くインストロンによる測定は、各サ
ンプルに対して下記のように行った。（１）最大負荷、
最大延伸、及び最大吸収エネルギーの合計、及び（２）
破壊負荷、破壊伸長及び破壊時の吸収エネルギーの合
計。引張試験は、連邦試験方法規格Ｎｏ．１９１Ａの方
法５１００に基本的に従ってインストロン試験装置を使
用して行った。サンプルのゲージ長さは３インチにセッ
トし、クロスヘッドの速度は毎分１２インチにセットし
た。
１ｇｓｍの坪量を有するメルトブロー・ポリプロピレン
・ファイバーのボンディングしていない不織布ウェブで
あった。約３インチ×約６インチ［６インチの長手方向
は、サンプルの機械方向（ＭＤ）と平行に走る］の測定
したサンプルを、インストロン・モデル１１２２万能試
験装置の３インチ×１インチ（即ち、各ジヨーは幅が３
インチ高さが１インチであった）に装着した。これらの
ジヨーはテスト中インストロンモデル３１１１シリーズ
８０８の環境チャンバ（ドアに窓を有している）に取り
囲まれ、従ってサンプルの環境（温度）は制御可能であ
った。この環境チャンバは事前に所望の温度にセットさ
れ、均衡状態に達することが可能であった。温度計を使
用し、正確な温度の読みを保証した。ジヨーに装着した
後、このサンプルを少なくとも３分間チャンバ内に保持
し、このサンプルを加熱すると共にチャンバに再び均衡
状態を達成させた。サンプルをチャンバの窓を介して見
ることができるように、ビデオ・カメラを所定の位置に
移動させた。このカメラのレンズからサンプル迄の距離
は、約１２インチであった。マイクロ・レンズを使用
し、サンプルを拡大するように焦点を合わせた。このカ
メラを始動し、約５秒間動作させ、インストロンのクロ
スヘッドが始動する前に、張力ゼロでサンプルの幅を読
み取った。これに続くインストロンによる測定は、各サ
ンプルに対して下記のように行った。（１）最大負荷、
最大延伸、及び最大吸収エネルギーの合計、及び（２）
破壊負荷、破壊伸長及び破壊時の吸収エネルギーの合
計。引張試験は、連邦試験方法規格Ｎｏ．１９１Ａの方
法５１００に基本的に従ってインストロン試験装置を使
用して行った。サンプルのゲージ長さは３インチにセッ
トし、クロスヘッドの速度は毎分１２インチにセットし
た。
【００２９】ビデオ・カメラのテープを、静止フレーム
・テープ・プレーヤーで再生した。サンプルの幅を観察
用スクリーンから離れて直接測定することができるよう
に静止フレームの特徴を使用した。１つの測定は、延伸
していないサンプルのテープを観察して行った（即ちイ
ンストロン試験装置を始動する前に）。テープをサンプ
ルが破壊する点に進め、次にこのサンプルの破壊する直
前の点に対して２こまをバックアップした。最小のサン
プル幅は観察用スクリーンを離れて直接測定した。引張
力の特性に関して、負荷は、サンプルを伸長する間に遭
遇する力または抵抗を指す。最大負荷は、サンプルを延
伸させる場合に遭遇する最大負荷を指す。破壊負荷は、
サンプルが破壊する即ち破損する場合に遭遇する負荷を
指す。ここで使用しているように、負荷は、３インチ幅
×６インチ長さに測定したサンプルに対する力の単位
（例えば、ｐｏｕｎｄｓforce ）で表す。吸収エネルギ
ーの合計は、特定の負荷に至る迄の応力対歪（即ち負荷
対伸長）の曲線の下にある面積の合計を指す。最大吸収
エネルギーの合計は最大点即ち最高負荷の点に至る迄の
この曲線の下にある面積の合計である。破壊時の吸収エ
ネルギーの合計は、サンプルが破壊する即ち破損する負
荷に至る迄のこの曲線の下したにある合計面積である。
吸収エネルギーの合計は、例えば、（ｉｎｃｈ・ｌｂｓ
force ）／（ｉｎｃｈ）2 のようなワーク／（長さ）2
の単位で表す。
・テープ・プレーヤーで再生した。サンプルの幅を観察
用スクリーンから離れて直接測定することができるよう
に静止フレームの特徴を使用した。１つの測定は、延伸
していないサンプルのテープを観察して行った（即ちイ
ンストロン試験装置を始動する前に）。テープをサンプ
ルが破壊する点に進め、次にこのサンプルの破壊する直
前の点に対して２こまをバックアップした。最小のサン
プル幅は観察用スクリーンを離れて直接測定した。引張
力の特性に関して、負荷は、サンプルを伸長する間に遭
遇する力または抵抗を指す。最大負荷は、サンプルを延
伸させる場合に遭遇する最大負荷を指す。破壊負荷は、
サンプルが破壊する即ち破損する場合に遭遇する負荷を
指す。ここで使用しているように、負荷は、３インチ幅
×６インチ長さに測定したサンプルに対する力の単位
（例えば、ｐｏｕｎｄｓforce ）で表す。吸収エネルギ
ーの合計は、特定の負荷に至る迄の応力対歪（即ち負荷
対伸長）の曲線の下にある面積の合計を指す。最大吸収
エネルギーの合計は最大点即ち最高負荷の点に至る迄の
この曲線の下にある面積の合計である。破壊時の吸収エ
ネルギーの合計は、サンプルが破壊する即ち破損する負
荷に至る迄のこの曲線の下したにある合計面積である。
吸収エネルギーの合計は、例えば、（ｉｎｃｈ・ｌｂｓ
force ）／（ｉｎｃｈ）2 のようなワーク／（長さ）2
の単位で表す。
【００３０】伸び率即ち延伸率は、特定の寸法に於ける
不織布ウェブの当初の延伸していない測定値（例えば、
長さ）とこれを延伸した場合の測定値の差を測定し、こ
の差を同じ寸法のこの不織布ウェブの当初の延伸してい
ない測定値によって除することによって求めた比率であ
る。伸び率をパーセントとして表示する場合には、この
値に１００パーセントを乗じる。最大伸び率は、材料を
その最大負荷迄延伸した場合に測定される伸び率であ
る。破壊伸び率は、材料を破壊する即ち破損する迄延伸
した場合に測定される伸び率である。 表１は、３０
℃、５５℃、８２℃、９５℃、１０５℃、１３０℃及び
１５０℃の温度で行われたテスト中に測定したボンディ
ングしていない材料（即ち、坪量が５１ｇｓｍのメルト
ブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウェブ）
の引張特性の要約を示す。 表 １ 温 度 引張り特性 ３０℃ ５５℃ ８２℃ ９５℃ 破壊時ネック． １０．７ ２１．３ ２９．４ ３６．１ ダウン（％） 最大負荷時 平均 ９．３ ２２．２ ３５．０ ６６．５ 伸長（％） 標準 ０．８ ７．５ ７．３ ５．４ 破壊時 平均 １４．５ ２６．３ ４１．３ ７７．３ 伸長（％） 標準 ２．１ ８ ７．３ ７．７ 最大負荷 平均 ４８４５ ４４６０ ３９９５ ３８７７ （グラム） 標準 ６８ ２８３ １７２ １０３ 破壊時負荷 平均 １７５７ １７２２ １６１７ １４７８ （グラム） 標準 ９６ ２３１ １７３ １４７ 破壊時吸収エ 平均 １２４８ ２５０１ ３７９９ ７４８０ ネルギー合計 標準 １４８ ７６０ ８８３ ８４６ 最大吸収エネ 平均 ７３３ ２０４２ ３１２４ ６２８９ ルギー合計 標準 １０７ ７１６ ８３８ ５９８ 表 １（続） 温 度 引張り特性 １０５℃ １３０℃ １５０℃ 破壊時ネック． ３９．１ ４８．５ ４５．４ ダウン（％） 最大負荷時 平均 ９５．３ １５２ １１２．５ 伸長（％） 標準 １９ ６ １２．４ 破壊時 平均 １０５．４ １６４ １３２ 伸長（％） 標準 １９ １４ ２５ 最大負荷 平均 ３７２６ ２５７７ １７０３ （グラム） 標準 １８３ ６８ １０７ 破壊時負荷 平均 １４４３ ９５７ ６４９ （グラム） 標準 ６５ ３４ １１２ 破壊時吸収エ 平均 ９６７６ １００８０ ５３９３ ネルギー合計 標準 １９５２ １３４１ １０９０ 最大吸収エネ 平均 ８６３０ ９１８８ ４４４２ ルギー合計 標準 ２０３３ ３３６ ２８３ 張力を加える前にサンプルを加熱すると、測定値の大部
分に大きな影響の及ぶことが分かった。一般的に言っ
て、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織
布ウェブの吸収する最大エネルギーの合計が室温でこの
メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウ
ェブの吸収する量よりも少なくとも約２５０パーセント
以上大きくなる温度に上記のポリプロピレン・ファイバ
ーを加熱し、上記の加熱した不織布ウェブに張力を加え
てネック部を形成し、個々のメルトブロー・ファイバー
にファイバーの配向と延伸部を形成し、上記のネック部
を形成した不織布ウェブを冷却することによって、粒子
障壁材料（即ち、メルトブロー・ポリプロピレン・ファ
イバーの不織布ウェブ）に、その気孔率を低下させるこ
となく、粒子の透過に対する改良した抵抗を付与するこ
とのできることが分かった。不織布ウェブの吸収する最
大エネルギーの合計が室温でこの不織布ウェブの吸収す
る量よりも少なくとも約２７５パーセント大きくなる温
度にメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織
布ウェブを加熱するのが好ましいことが分かった。例え
ば、不織布ウェブの吸収する最大エネルギーの合計が室
温でこの不織布ウェブの吸収する量の約３００パーセン
ト乃至約１０００パーセント以上大きくなる温度にメル
トブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウェブ
を加熱することができる。
不織布ウェブの当初の延伸していない測定値（例えば、
長さ）とこれを延伸した場合の測定値の差を測定し、こ
の差を同じ寸法のこの不織布ウェブの当初の延伸してい
ない測定値によって除することによって求めた比率であ
る。伸び率をパーセントとして表示する場合には、この
値に１００パーセントを乗じる。最大伸び率は、材料を
その最大負荷迄延伸した場合に測定される伸び率であ
る。破壊伸び率は、材料を破壊する即ち破損する迄延伸
した場合に測定される伸び率である。 表１は、３０
℃、５５℃、８２℃、９５℃、１０５℃、１３０℃及び
１５０℃の温度で行われたテスト中に測定したボンディ
ングしていない材料（即ち、坪量が５１ｇｓｍのメルト
ブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウェブ）
の引張特性の要約を示す。 表 １ 温 度 引張り特性 ３０℃ ５５℃ ８２℃ ９５℃ 破壊時ネック． １０．７ ２１．３ ２９．４ ３６．１ ダウン（％） 最大負荷時 平均 ９．３ ２２．２ ３５．０ ６６．５ 伸長（％） 標準 ０．８ ７．５ ７．３ ５．４ 破壊時 平均 １４．５ ２６．３ ４１．３ ７７．３ 伸長（％） 標準 ２．１ ８ ７．３ ７．７ 最大負荷 平均 ４８４５ ４４６０ ３９９５ ３８７７ （グラム） 標準 ６８ ２８３ １７２ １０３ 破壊時負荷 平均 １７５７ １７２２ １６１７ １４７８ （グラム） 標準 ９６ ２３１ １７３ １４７ 破壊時吸収エ 平均 １２４８ ２５０１ ３７９９ ７４８０ ネルギー合計 標準 １４８ ７６０ ８８３ ８４６ 最大吸収エネ 平均 ７３３ ２０４２ ３１２４ ６２８９ ルギー合計 標準 １０７ ７１６ ８３８ ５９８ 表 １（続） 温 度 引張り特性 １０５℃ １３０℃ １５０℃ 破壊時ネック． ３９．１ ４８．５ ４５．４ ダウン（％） 最大負荷時 平均 ９５．３ １５２ １１２．５ 伸長（％） 標準 １９ ６ １２．４ 破壊時 平均 １０５．４ １６４ １３２ 伸長（％） 標準 １９ １４ ２５ 最大負荷 平均 ３７２６ ２５７７ １７０３ （グラム） 標準 １８３ ６８ １０７ 破壊時負荷 平均 １４４３ ９５７ ６４９ （グラム） 標準 ６５ ３４ １１２ 破壊時吸収エ 平均 ９６７６ １００８０ ５３９３ ネルギー合計 標準 １９５２ １３４１ １０９０ 最大吸収エネ 平均 ８６３０ ９１８８ ４４４２ ルギー合計 標準 ２０３３ ３３６ ２８３ 張力を加える前にサンプルを加熱すると、測定値の大部
分に大きな影響の及ぶことが分かった。一般的に言っ
て、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織
布ウェブの吸収する最大エネルギーの合計が室温でこの
メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウ
ェブの吸収する量よりも少なくとも約２５０パーセント
以上大きくなる温度に上記のポリプロピレン・ファイバ
ーを加熱し、上記の加熱した不織布ウェブに張力を加え
てネック部を形成し、個々のメルトブロー・ファイバー
にファイバーの配向と延伸部を形成し、上記のネック部
を形成した不織布ウェブを冷却することによって、粒子
障壁材料（即ち、メルトブロー・ポリプロピレン・ファ
イバーの不織布ウェブ）に、その気孔率を低下させるこ
となく、粒子の透過に対する改良した抵抗を付与するこ
とのできることが分かった。不織布ウェブの吸収する最
大エネルギーの合計が室温でこの不織布ウェブの吸収す
る量よりも少なくとも約２７５パーセント大きくなる温
度にメルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織
布ウェブを加熱するのが好ましいことが分かった。例え
ば、不織布ウェブの吸収する最大エネルギーの合計が室
温でこの不織布ウェブの吸収する量の約３００パーセン
ト乃至約１０００パーセント以上大きくなる温度にメル
トブロー・ポリプロピレン・ファイバーの不織布ウェブ
を加熱することができる。
【００３１】加熱することによって、最大負荷が著しく
減少し、一方これによって最大伸長が著しく増加し（強
度即ちＴＥＡを増加するのに十分な程度に）またネック
‐ダウンも著しく増加した。より高温でサンプルの強度
が増加することは、プロセスの感度の低下を意味する。
室温でウェブを破壊するには少量の過剰エネルギーしか
必要ではなく、一方ウェブは高温ではるかに許容度が高
い。加熱の効果は、メルトブロー・ポリプロピレンのボ
ンディングしていない不織布ウェブの表１のデータをプ
ロットして得た温度対最大負荷で吸収したエネルギーの
合計のグラフである図１８から明かである。図１８に於
いて、ポリプロピレンの溶融温度（即ち、１６５℃）に
加熱したメルトブロー・ポリプロピレンの不織布ウェブ
は最大吸収エネルギーの合計について測定可能な値を有
していないと仮定した。一般的に言って、最大吸収エネ
ルギーの合計が増加する（即ち、強度が増加する）この
温度の範囲は、ポリプロピレンのα‐遷移温度よりも高
い温度から液体部分が５パーセントの場合の液体部分に
於けるポリプロピレンの溶融開始温度より約１０パーセ
ント低い温度の範囲にほぼ対応すると信じられている。 例 ２ 制御サンプルと熱処理したメルトブロー粒子障壁材料に
ついて、特定の物理的特性を測定した。制御粒子障壁材
料は、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの５
１ｇｓｍのボンディングしていない不織布ウェブであっ
た。この材料は２３０度Ｆ（１１０℃）に加熱し次に約
３０パーセントをネック‐ダウンして熱処理した粒子障
壁材料を作成した。
減少し、一方これによって最大伸長が著しく増加し（強
度即ちＴＥＡを増加するのに十分な程度に）またネック
‐ダウンも著しく増加した。より高温でサンプルの強度
が増加することは、プロセスの感度の低下を意味する。
室温でウェブを破壊するには少量の過剰エネルギーしか
必要ではなく、一方ウェブは高温ではるかに許容度が高
い。加熱の効果は、メルトブロー・ポリプロピレンのボ
ンディングしていない不織布ウェブの表１のデータをプ
ロットして得た温度対最大負荷で吸収したエネルギーの
合計のグラフである図１８から明かである。図１８に於
いて、ポリプロピレンの溶融温度（即ち、１６５℃）に
加熱したメルトブロー・ポリプロピレンの不織布ウェブ
は最大吸収エネルギーの合計について測定可能な値を有
していないと仮定した。一般的に言って、最大吸収エネ
ルギーの合計が増加する（即ち、強度が増加する）この
温度の範囲は、ポリプロピレンのα‐遷移温度よりも高
い温度から液体部分が５パーセントの場合の液体部分に
於けるポリプロピレンの溶融開始温度より約１０パーセ
ント低い温度の範囲にほぼ対応すると信じられている。 例 ２ 制御サンプルと熱処理したメルトブロー粒子障壁材料に
ついて、特定の物理的特性を測定した。制御粒子障壁材
料は、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバーの５
１ｇｓｍのボンディングしていない不織布ウェブであっ
た。この材料は２３０度Ｆ（１１０℃）に加熱し次に約
３０パーセントをネック‐ダウンして熱処理した粒子障
壁材料を作成した。
【００３２】カップ・クラッシュ・テストによる測定を
行い、サンプルの可撓性を判定した。直径約６．５ｃｍ
×高さ６．５ｃｍの反転カップに形成した９″×９″の
ファブリック片を、このカップ形状のファブリックの均
一な変形を保持するためにこのカップ形状のファブリッ
クを直径が約６．５ｃｍの円筒によって取り囲みなが
ら、直径が４．５ｃｍの半球状の脚部がこの反転カップ
をクラッシュするのに必要な最大負荷を測定することに
よって、このカップ・クラッシュ・テストはこのファブ
リック剛さを評価する。この脚部とカップは整合させ、
最大負荷に影響を及ぼす可能性のあるカップの壁部と脚
部の間の接触を回避する。ニュージャージー州、テンサ
クエン所在のッシュービッツ社から市販されているロー
ド・セル、モデルＦＴＤ‐Ｇ‐５００を使用して毎秒約
０．２５インチ（毎分１５インチ）の速度でこの脚部が
降下している間に、最大負荷を測定する。各材料のサン
プルの坪量は、連邦試験方法規格Ｎｏ．１９１Ａの方法
５０４１に従って求めた。各材料のサンプルの坪量は、
基本的に連邦試験方法基準Ｎｏ．１９１Ａの方法５０４
１に従って求めた。
行い、サンプルの可撓性を判定した。直径約６．５ｃｍ
×高さ６．５ｃｍの反転カップに形成した９″×９″の
ファブリック片を、このカップ形状のファブリックの均
一な変形を保持するためにこのカップ形状のファブリッ
クを直径が約６．５ｃｍの円筒によって取り囲みなが
ら、直径が４．５ｃｍの半球状の脚部がこの反転カップ
をクラッシュするのに必要な最大負荷を測定することに
よって、このカップ・クラッシュ・テストはこのファブ
リック剛さを評価する。この脚部とカップは整合させ、
最大負荷に影響を及ぼす可能性のあるカップの壁部と脚
部の間の接触を回避する。ニュージャージー州、テンサ
クエン所在のッシュービッツ社から市販されているロー
ド・セル、モデルＦＴＤ‐Ｇ‐５００を使用して毎秒約
０．２５インチ（毎分１５インチ）の速度でこの脚部が
降下している間に、最大負荷を測定する。各材料のサン
プルの坪量は、連邦試験方法規格Ｎｏ．１９１Ａの方法
５０４１に従って求めた。各材料のサンプルの坪量は、
基本的に連邦試験方法基準Ｎｏ．１９１Ａの方法５０４
１に従って求めた。
【００３３】気孔率は、フレージア精密測定器社から市
販されているフレージア空気透過率テスタを使用して求
め、サンプルのサイズが７″×７″の代わりに８″×
８″であることを除いて、連邦試験方法規格Ｎｏ．１９
１Ａの方法５４５０に従って測定した。気孔率は、単位
面積当たりの単位時間当たり容積の単位、例えば１平方
フィートの材料当たりの（毎分当たりの立方フィート）
［例えば、（ｆｔ3 ／分）／ｆｔ2 即ち（ＣＦＭ／ｆｔ
2 ）］で表すことができる。測定は、粒子障壁材料の孔
の有効で等価な直径について行った。孔のサイズは、英
国のルートン所在のカルター電子会社から市販されてい
るカルター・プロメータとカルター・プロフィル（登録
商標）テスト液を使用し、液体排出法によって求めた。
平均フロー孔サイズは、表面張力の非常に小さい液体
［即ち、カルター・プロフィル（登録商標）］によって
テスト・サンプルを濡らすことによって求めた。空気圧
は、サンプルの一方の側に加える。最終的に、空気圧が
増加するのに従って、最も大きい孔の中の流体の毛管現
象による吸引が打ち勝って流体を強制的に外部に追い出
し、空気がサンプルを通過するのを可能にする。更に空
気圧が増加すると、順次より小さい孔もクリアされる。
ウエット・サンプルについての流量対圧力の関係が求め
ることができ、これをドライ・サンプルについての結果
と比較する。平均フロー孔サイズは、圧力に対する５０
パーセントのドライ・サンプルの流量を表す曲線が圧力
に対するウエット・サンプルの流量を表す曲線と交差す
る点で測定する。その特定の圧力で開放される孔の直径
（即ち、平均フロー孔サイズ）は、以下の式から求める
ことができる。
販されているフレージア空気透過率テスタを使用して求
め、サンプルのサイズが７″×７″の代わりに８″×
８″であることを除いて、連邦試験方法規格Ｎｏ．１９
１Ａの方法５４５０に従って測定した。気孔率は、単位
面積当たりの単位時間当たり容積の単位、例えば１平方
フィートの材料当たりの（毎分当たりの立方フィート）
［例えば、（ｆｔ3 ／分）／ｆｔ2 即ち（ＣＦＭ／ｆｔ
2 ）］で表すことができる。測定は、粒子障壁材料の孔
の有効で等価な直径について行った。孔のサイズは、英
国のルートン所在のカルター電子会社から市販されてい
るカルター・プロメータとカルター・プロフィル（登録
商標）テスト液を使用し、液体排出法によって求めた。
平均フロー孔サイズは、表面張力の非常に小さい液体
［即ち、カルター・プロフィル（登録商標）］によって
テスト・サンプルを濡らすことによって求めた。空気圧
は、サンプルの一方の側に加える。最終的に、空気圧が
増加するのに従って、最も大きい孔の中の流体の毛管現
象による吸引が打ち勝って流体を強制的に外部に追い出
し、空気がサンプルを通過するのを可能にする。更に空
気圧が増加すると、順次より小さい孔もクリアされる。
ウエット・サンプルについての流量対圧力の関係が求め
ることができ、これをドライ・サンプルについての結果
と比較する。平均フロー孔サイズは、圧力に対する５０
パーセントのドライ・サンプルの流量を表す曲線が圧力
に対するウエット・サンプルの流量を表す曲線と交差す
る点で測定する。その特定の圧力で開放される孔の直径
（即ち、平均フロー孔サイズ）は、以下の式から求める
ことができる。
【００３４】孔径（ミクロン）＝（４０τ）／圧力 ここで、τ＝ｍＮ／Ｍの単位で表した流体の表面張力、
圧力はミリバール（ｍｂａｒ）で表される加えた圧力で
あり、サンプルを濡らすために使用した液体の表面張力
が非常に低いことによって、この液体のサンプルとの接
触角はほぼゼロであると仮定することができる。粒子保
持効率は、ＩＢＲ試験方法Ｎｏ．Ｅ‐２１７、改訂Ｇ
（１／１５／９１）に従ってミシガン州グラス・レーク
所在のインターベーシック・リソーシーズ社によって求
めた。このテストは、単一経路チャレンジ・テストによ
って純空気中に浮遊している乾燥粒子のエア・フィルタ
による保持力を求めた。濃縮浮遊汚染物質をテスト・サ
ンプルに向かう供給空気流に注入した。粒子サイズの分
布はテスト・フィルタの上流と下流の両方で測定した。
乾燥した汚染物質は微細グレード（０．０９〜１．０ミ
クロン）と粗大グレード（１．５〜＞１０．０ミクロ
ン）でゼネラル・モータス、Ａ．Ｃスパーク・ディビジ
ョンから入手した。微細グレード粒子の粒子サイズの分
布は、パシッフィク・サイエンティフィック社のＨＩＡ
Ｃ／Ｒｏｙｃｏディビジョンから市販されているＨＩＡ
Ｃ／Ｒｏｙｃｏ５１０９粒子カウント・システムを使用
して求めた。粗大グレード粒子の粒子サイズの分布は、
パシッフィク・サイエンティフィック社のＨＩＡＣ／Ｒ
ｏｙｃｏディビジョンから市販されているＨＩＡＣ／Ｒ
ｏｙｃｏ ＬＤ４００センサ、Ｓ／Ｎ９００２‐０２０
を使用して求めた。これらのテストは直径約９０ｍｍの
円形のサンプルによって毎分４標準立方フィートの空気
流（即ち、約５８ＣＦＭ／ｆｔ2 ）を使用して室温で行
った。
圧力はミリバール（ｍｂａｒ）で表される加えた圧力で
あり、サンプルを濡らすために使用した液体の表面張力
が非常に低いことによって、この液体のサンプルとの接
触角はほぼゼロであると仮定することができる。粒子保
持効率は、ＩＢＲ試験方法Ｎｏ．Ｅ‐２１７、改訂Ｇ
（１／１５／９１）に従ってミシガン州グラス・レーク
所在のインターベーシック・リソーシーズ社によって求
めた。このテストは、単一経路チャレンジ・テストによ
って純空気中に浮遊している乾燥粒子のエア・フィルタ
による保持力を求めた。濃縮浮遊汚染物質をテスト・サ
ンプルに向かう供給空気流に注入した。粒子サイズの分
布はテスト・フィルタの上流と下流の両方で測定した。
乾燥した汚染物質は微細グレード（０．０９〜１．０ミ
クロン）と粗大グレード（１．５〜＞１０．０ミクロ
ン）でゼネラル・モータス、Ａ．Ｃスパーク・ディビジ
ョンから入手した。微細グレード粒子の粒子サイズの分
布は、パシッフィク・サイエンティフィック社のＨＩＡ
Ｃ／Ｒｏｙｃｏディビジョンから市販されているＨＩＡ
Ｃ／Ｒｏｙｃｏ５１０９粒子カウント・システムを使用
して求めた。粗大グレード粒子の粒子サイズの分布は、
パシッフィク・サイエンティフィック社のＨＩＡＣ／Ｒ
ｏｙｃｏディビジョンから市販されているＨＩＡＣ／Ｒ
ｏｙｃｏ ＬＤ４００センサ、Ｓ／Ｎ９００２‐０２０
を使用して求めた。これらのテストは直径約９０ｍｍの
円形のサンプルによって毎分４標準立方フィートの空気
流（即ち、約５８ＣＦＭ／ｆｔ2 ）を使用して室温で行
った。
【００３５】制御粒子障壁材料と熱処理した粒子障壁材
料の一般的な特性を、表２に示す。表３と４は、これら
の制御粒子障壁材料と熱処理した粒子障壁材料の粒子障
壁テストの結果を含む。一般的に言って、粒子障壁材料
は、制御材料とほぼ同じ坪量と非常に小さい粒子透過率
（即ち大幅に改良した粒子障壁特性）を有さなければな
らない。 表 ２ 制御サンプル 表面温度２３０度Ｆで ボンディングしない ３０％ネック・ダウン メルトブローＰＰ ５１ｇｓｍ か さ（ｉｎ） ０．０１６ ０．０２１ カップ・クラッシュ（ｇ） ２４２ １８７ （ｇ／ｍｍ） ５２２３ ３６６４ 坪量（ｇｓｍ） ５３．２ ５８．７ＭＤ引張力 最大負荷（ｌｂｓ） ７．６３ ７．５４ 最大伸び（％） １４．２ ６．４２ 最大ＴＥＡ ２．４３ ０．８８２ （ｉｎ・ｌｂｓf ）／ｉｎ2 ＣＤ引張力 最大負荷（ｌｂｓ） ４．７６ ３．０７ 最大伸び（％） ２７．８ ３６．１ 最大ＴＥＡ ２．９３ １．６８ （ｉｎ・ｌｂｓf ）／ｉｎ2 フレージア気孔率 ３１ ３２ （ＣＦＭ／ｆｔ2 ） カルター・プロフィル （ミクロン） 平均フロー孔サイズ １７．５ １７．０ 孔の比率 ＜５μ ３ ３ ５〜１０ １７ １４ 表 ２（続） 制御サンプル 表面温度２３０度Ｆで ボンディングしない ３０％ネック・ダウン メルトブローＰＰ ５１ｇｓｍ １０〜１５ ２８ ３０ １５〜２０ ３９ ３９ ２０〜２５ １０ １０ ２５〜３０ ２ ３ ＞３０ ＜１ ＜１ 表 ３ サンプル メイン・フロー ７０ｃｃ中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート １．５〜２．０ ２．０〜３．０ 制御粒子 ４ 上流 ３２０７ ４６８０ 障壁材料 下流 ８７ １７６ 粒子の透過率（％） ２．７１ ３．７６ 制御粒子 ４ 上流 ７６７ １１７３ 障壁材料 下流 ２５ ２７ 粒子の透過率（％） ３．２６ ２．３０ 熱処理済 ４ 上流 ４１１７ ５２８４ 粒子障壁 下流 １９ ３０ 材料 粒子の透過率（％） ０．４６ ０．５７ 熱処理済 ４ 上流 ９９１ １４４６ 粒子障壁 下流 １１ １７ 材料 粒子の透過率（％） １．１１ １．１８ 表 ３（続） サンプル メイン・フロー ７０ｃｃ中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ３．０〜５．０ ５．０〜７．０ 制御粒子 ４ 上流 ４５７５ １８２８ 障壁材料 下流 １９６ １４０ 粒子の透過率（％） ４．２８ ７．６６ 制御粒子 ４ 上流 １１４８ ４８４ 障壁材料 下流 ２８ ６ 粒子の透過率（％） ２．４４ １．２４ 熱処理済 ４ 上流 ４５３６ １８５０ 粒子障壁 下流 ３２ １２ 材料 粒子の透過率（％） ０．７１ ０．６５ 熱処理済 ４ 上流 １５０２ ７１１ 粒子障壁 下流 １２ １１ 材料 粒子の透過率（％） ０．８０ １．５５ 表 ３（続） サンプル メイン・フロー ７０ｃｃ中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ７．０〜１０．０ ＞１０．０ 制御粒子 ４ 上流 １６８０ ８４８５ 障壁材料 下流 ８９ ６７９ 粒子の透過率（％） ５．３０ ８．００ 制御粒子 ４ 上流 ４７６ ６９７ 障壁材料 下流 ６ ４ 粒子の透過率（％） １．２６ ０．５７ 熱処理済 ４ 上流 １６７４ ３８９５ 粒子障壁 下流 ２４ １０６ 材料 粒子の透過率（％） １．４３ ２．７２ 熱処理済 ４ 上流 ６０４ ２５８０ 粒子障壁 下流 １５ ８８ 材料 粒子の透過率（％） ２．４８ ３．４１ 表 ４ サンプル メイン・フロー ０．２ｆｔ3 中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ０．０９〜０．１ ０．１〜０．２ 制御粒子 ４ 上流 ２０５１０ １０４９４６ 障壁材料 下流 １６９９７ ８３４６１ 粒子の透過率（％） ８２．８７ ７９．５３ 熱処理済 ４ 上流 ７７２８ ３４７９６ 粒子障壁 下流 ３７０２ １５６２０ 材料 粒子の透過率（％） ４７．９０ ４４．８９ 表 ４（（続） サンプル メイン・フロー ０．２ｆｔ3 中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ０．２〜０．３ ０．３〜０．５ 制御粒子 ４ 上流 ２１０２６５ １０８４００ 障壁材料 下流 １４２４３８ ５０９３７ 粒子の透過率（％） ６７．７４ ４６．９９ 熱処理済 ４ 上流 ４５３１６ １１１６５ 粒子障壁 下流 １８４５９ ３７９２ 材料 粒子の透過率（％） ４０．７３ ３３．９６ 表 ４（続） サンプル メイン・フロー ０．２ｆｔ3 中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ０．５〜１．０ 制御粒子 ４ 上流 ８４１４４ 障壁材料 下流 ２４１８３ 粒子の透過率（％） ２８．７４ 熱処理済 ４ 上流 ４２４１ 粒子障壁 下流 ２０１６ 材料 粒子の透過率（％） ２３．９６ 上述の説明は本発明の好適な実施例に関するものである
が、上述の請求項で定義した本発明の精神と範囲から乖
離することなく種々の変形と変更を行うことができる。
料の一般的な特性を、表２に示す。表３と４は、これら
の制御粒子障壁材料と熱処理した粒子障壁材料の粒子障
壁テストの結果を含む。一般的に言って、粒子障壁材料
は、制御材料とほぼ同じ坪量と非常に小さい粒子透過率
（即ち大幅に改良した粒子障壁特性）を有さなければな
らない。 表 ２ 制御サンプル 表面温度２３０度Ｆで ボンディングしない ３０％ネック・ダウン メルトブローＰＰ ５１ｇｓｍ か さ（ｉｎ） ０．０１６ ０．０２１ カップ・クラッシュ（ｇ） ２４２ １８７ （ｇ／ｍｍ） ５２２３ ３６６４ 坪量（ｇｓｍ） ５３．２ ５８．７ＭＤ引張力 最大負荷（ｌｂｓ） ７．６３ ７．５４ 最大伸び（％） １４．２ ６．４２ 最大ＴＥＡ ２．４３ ０．８８２ （ｉｎ・ｌｂｓf ）／ｉｎ2 ＣＤ引張力 最大負荷（ｌｂｓ） ４．７６ ３．０７ 最大伸び（％） ２７．８ ３６．１ 最大ＴＥＡ ２．９３ １．６８ （ｉｎ・ｌｂｓf ）／ｉｎ2 フレージア気孔率 ３１ ３２ （ＣＦＭ／ｆｔ2 ） カルター・プロフィル （ミクロン） 平均フロー孔サイズ １７．５ １７．０ 孔の比率 ＜５μ ３ ３ ５〜１０ １７ １４ 表 ２（続） 制御サンプル 表面温度２３０度Ｆで ボンディングしない ３０％ネック・ダウン メルトブローＰＰ ５１ｇｓｍ １０〜１５ ２８ ３０ １５〜２０ ３９ ３９ ２０〜２５ １０ １０ ２５〜３０ ２ ３ ＞３０ ＜１ ＜１ 表 ３ サンプル メイン・フロー ７０ｃｃ中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート １．５〜２．０ ２．０〜３．０ 制御粒子 ４ 上流 ３２０７ ４６８０ 障壁材料 下流 ８７ １７６ 粒子の透過率（％） ２．７１ ３．７６ 制御粒子 ４ 上流 ７６７ １１７３ 障壁材料 下流 ２５ ２７ 粒子の透過率（％） ３．２６ ２．３０ 熱処理済 ４ 上流 ４１１７ ５２８４ 粒子障壁 下流 １９ ３０ 材料 粒子の透過率（％） ０．４６ ０．５７ 熱処理済 ４ 上流 ９９１ １４４６ 粒子障壁 下流 １１ １７ 材料 粒子の透過率（％） １．１１ １．１８ 表 ３（続） サンプル メイン・フロー ７０ｃｃ中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ３．０〜５．０ ５．０〜７．０ 制御粒子 ４ 上流 ４５７５ １８２８ 障壁材料 下流 １９６ １４０ 粒子の透過率（％） ４．２８ ７．６６ 制御粒子 ４ 上流 １１４８ ４８４ 障壁材料 下流 ２８ ６ 粒子の透過率（％） ２．４４ １．２４ 熱処理済 ４ 上流 ４５３６ １８５０ 粒子障壁 下流 ３２ １２ 材料 粒子の透過率（％） ０．７１ ０．６５ 熱処理済 ４ 上流 １５０２ ７１１ 粒子障壁 下流 １２ １１ 材料 粒子の透過率（％） ０．８０ １．５５ 表 ３（続） サンプル メイン・フロー ７０ｃｃ中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ７．０〜１０．０ ＞１０．０ 制御粒子 ４ 上流 １６８０ ８４８５ 障壁材料 下流 ８９ ６７９ 粒子の透過率（％） ５．３０ ８．００ 制御粒子 ４ 上流 ４７６ ６９７ 障壁材料 下流 ６ ４ 粒子の透過率（％） １．２６ ０．５７ 熱処理済 ４ 上流 １６７４ ３８９５ 粒子障壁 下流 ２４ １０６ 材料 粒子の透過率（％） １．４３ ２．７２ 熱処理済 ４ 上流 ６０４ ２５８０ 粒子障壁 下流 １５ ８８ 材料 粒子の透過率（％） ２．４８ ３．４１ 表 ４ サンプル メイン・フロー ０．２ｆｔ3 中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ０．０９〜０．１ ０．１〜０．２ 制御粒子 ４ 上流 ２０５１０ １０４９４６ 障壁材料 下流 １６９９７ ８３４６１ 粒子の透過率（％） ８２．８７ ７９．５３ 熱処理済 ４ 上流 ７７２８ ３４７９６ 粒子障壁 下流 ３７０２ １５６２０ 材料 粒子の透過率（％） ４７．９０ ４４．８９ 表 ４（（続） サンプル メイン・フロー ０．２ｆｔ3 中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ０．２〜０．３ ０．３〜０．５ 制御粒子 ４ 上流 ２１０２６５ １０８４００ 障壁材料 下流 １４２４３８ ５０９３７ 粒子の透過率（％） ６７．７４ ４６．９９ 熱処理済 ４ 上流 ４５３１６ １１１６５ 粒子障壁 下流 １８４５９ ３７９２ 材料 粒子の透過率（％） ４０．７３ ３３．９６ 表 ４（続） サンプル メイン・フロー ０．２ｆｔ3 中の粒子数（単位：μ）の種類 ＳＣＦＭ ポート ０．５〜１．０ 制御粒子 ４ 上流 ８４１４４ 障壁材料 下流 ２４１８３ 粒子の透過率（％） ２８．７４ 熱処理済 ４ 上流 ４２４１ 粒子障壁 下流 ２０１６ 材料 粒子の透過率（％） ２３．９６ 上述の説明は本発明の好適な実施例に関するものである
が、上述の請求項で定義した本発明の精神と範囲から乖
離することなく種々の変形と変更を行うことができる。
【図１】一連の蒸気缶を使用した例示としての改良型粒
子障壁不織布ウェブ材料を形成する例示としてのプロセ
スを概略的に示す。
子障壁不織布ウェブ材料を形成する例示としてのプロセ
スを概略的に示す。
【図２】処理前の例示としてのネック部形成可能材料の
ファイバーの形状を表す顕微鏡写真である。
ファイバーの形状を表す顕微鏡写真である。
【図３】処理前の例示としてのネック部形成可能材料の
ファイバーの形状を表す顕微鏡写真である。
ファイバーの形状を表す顕微鏡写真である。
【図４】処理前の例示としてのネック部形成可能材料の
ファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写真である。
ファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写真である。
【図５】処理前の例示としてのネック部形成可能材料の
ファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写真である。
ファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写真である。
【図６】加熱してネック部を付け、次に冷却した例示と
してのネック部形成可能材料の、ネック部を形成した状
態のままの、ファイバーの形状を表す顕微鏡写真であ
る。
してのネック部形成可能材料の、ネック部を形成した状
態のままの、ファイバーの形状を表す顕微鏡写真であ
る。
【図７】加熱してネック部を付け、次に冷却した例示と
してのネック部形成可能材料の、ネック部を形成した状
態のままの、ファイバーの形状を表す顕微鏡写真であ
る。
してのネック部形成可能材料の、ネック部を形成した状
態のままの、ファイバーの形状を表す顕微鏡写真であ
る。
【図８】約３０℃の温度に加熱し、次に延伸したネック
部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写
真である。
部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写
真である。
【図９】約３０℃の温度に加熱し、次に延伸したネック
部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写
真である。
部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡写
真である。
【図１０】約８０℃の温度に加熱し、次に延伸したネッ
ク部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡
写真である。
ク部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡
写真である。
【図１１】約８０℃の温度に加熱し、次に延伸したネッ
ク部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡
写真である。
ク部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微鏡
写真である。
【図１２】約１０５℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
【図１３】約１０５℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
【図１４】約１３０℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
【図１５】約１３０℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
【図１６】約１５０℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
【図１７】約１５０℃の温度に加熱し、次に延伸したネ
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
ック部形成可能材料のファイバーの形状を表す拡大顕微
鏡写真である。
【図１８】例示としての粒子障壁材料の熱処理中に測定
した温度対最大負荷に於ける吸収エネルギーの合計のグ
ラフである。
した温度対最大負荷に於ける吸収エネルギーの合計のグ
ラフである。
１０ 粒子障壁不織布材料製造プロセス １２ ネック部形成可能材料 １４ 供給ロール １６、１８、２０、２２、２４、２６ 加熱ドラム ２８、３６ ニップ ３０ Ｓ字ロール構成 ３２、３４ ３８ 駆動ロール構成 ４０、４２ 駆動ローラ ４４ 材料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル トッド モーマン アメリカ合衆国 ジョージア州 30202 アルファレッタ キングス ピーク 555
Claims (33)
- 【請求項１】 粒子の透過に対して改良した抵抗を有す
る不織布材料を製造する方法に於いて、 メルトブロー熱可塑性重合体のファイバーによって構成
される不織布ウェブを上記ウェブの吸収する最大エネル
ギーの合計が室温で上記のウェブの吸収する量よりも少
なくとも約２５０パーセント大きくなる温度に加熱する
ステップと、 上記の加熱した不織布ウェブに張力を加えて、その結
果、個々のメルトブロー・ファイバーの少なくとも一部
が、上記ファイバーの直径が直近の部分の直径よりも実
質的に小さくなる部分を有するようにネック部を形成す
るステップと、 上記のネック部を形成した不織布ウェブを冷却するステ
ップと、によって構成されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 上記のメルトブロー熱可塑性重合体のフ
ァイバーは、ポリオレフィン、ポリエステル、及びポリ
アミドによって構成されるグループから選択した重合体
によって構成されることを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項３】 上記のポリオレフィンは、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン共重合体、
プロピレン共重合体、及びブテン共重合体の内の１つ以
上によって構成されるグループから選択することを特徴
とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 上記のメルトブロー熱可塑性重合体のフ
ァイバーは、メルトブロー・ポリオレフィン・ファイバ
ーによって構成され、かかるファイバーの不織布ウェブ
は、上記の重合体のα‐遷移温度よりも高い温度から液
体部分が５パーセントの場合の溶融開始温度よりも約１
０パーセント低い温度の範囲に加熱することを特徴とす
る請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 上記のメルトブロー熱可塑性重合体のフ
ァイバーは、メルトブロー・ポリプロピレン・ファイバ
ーによって構成され、かかるファイバーの不織布ウェブ
は約１０５乃至約１４５℃の範囲の温度に加熱すること
を特徴とする請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 メルトブロー・ポリプロピレン・ファイ
バーの不織布ウェブは、約１１０乃至約１４０℃の範囲
の温度に加熱することを特徴とする請求項５記載の方
法。 - 【請求項７】 メルトブロー・ポリプロピレン・ファイ
バーの不織布ウェブは、約１２０乃至約１２５℃の範囲
の温度に加熱することを特徴とする請求項５記載の方
法。 - 【請求項８】 上記の張力は上記の不織布ウェブにネッ
ク部を形成し、ネック部を形成した幅を上記の張力を加
える前の上記の不織布ウェブの幅の少なくとも約１０パ
ーセント以下とするのに十分な大きさであることを特徴
とする請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 上記の張力は上記の不織布ウェブにネッ
ク部を形成し、ネック部を形成した幅を上記の張力を加
える前の上記の不織布ウェブの幅の約１５パーセント乃
至約５０パーセント以下とするのに十分な大きさである
ことを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 上記の不織布ウェブは、赤外線の放
射、蒸気缶、マイクロ波、超音波エネルギー、火炎、高
温ガス及び高温の液体によって加熱することを特徴とす
る請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 非エラストマのメルトブロー熱可塑性
重合体のファイバーの少なくとも１つのウェブによって
構成され、上記のウェブを加熱し次にネック部を形成し
て個々のメルトブロー・ファイバーの少なくとも一部に
ファイバーの直径が直近の部分の直径よりも実質的に小
さい部分を有するようにし、その結果粒子透過率がメル
トブロー・ファイバーの同様の未処理の不織布ウェブよ
りも少なくとも約１０パーセント小さくされたことを特
徴とする不織布材料。 - 【請求項１２】 上記の粒子透過率は、平均直径が約
０．１ミクロン以上の粒子の場合、約５０パーセント以
下であることを特徴とする請求項１１記載の不織布材
料。 - 【請求項１３】 上記の粒子透過率は、平均直径が約
０．１ミクロン以上の粒子の場合、約４０パーセント以
下であることを特徴とする請求項１１記載の不織布材
料。 - 【請求項１４】 上記の粒子透過率は、平均直径が約
１．５ミクロン以上の粒子の場合、約５パーセント以下
であることを特徴とする請求項１１記載の不織布材料。 - 【請求項１５】 上記のメルトブロー・ファイバーは、
メルトブロー・マイクロファイバーを含むことを特徴と
する請求項１１記載の不織布材料。 - 【請求項１６】 画像分析法によって求めた場合、上記
のメルトブロー・マイクロファイバーの少なくとも約５
０パーセントは５ミクロン以下の平均直径を有すること
を特徴とする請求項１５記載の不織布材料。 - 【請求項１７】 上記非エラストマ・メルトブロー熱可
塑性重合体のファイバーは、ポリオレフィン、ポリエス
テル、及びポリアミドによって構成されるグループから
選択した重合体によって構成されることを特徴とする請
求項１１記載の不織布材料。 - 【請求項１８】 上記ポリオレフィンは、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン共重合体、
プロピレン共重合体、及びブテン共重合体の内の１つ以
上によって構成されるグループから選択することを特徴
とする請求項１７記載の不織布材料。 - 【請求項１９】 上記非エラストマ・メルトブロー熱可
塑性重合体のファイバーの不織布ウェブは、テキスタイ
ル・ファイバー、木材パルプ・ファイバー、微粒子及び
超吸収性材料によって構成されるグループから選択した
１つ以上の二次材料を更に含むことを特徴とする請求項
１１記載の不織布材料。 - 【請求項２０】 上記の不織布ウェブは、１平方メート
ル当たり約６乃至約４００グラムの坪量を有することを
特徴とする請求項１１記載の不織布材料。 - 【請求項２１】 請求項１１による上記の不織布材料の
少なくとも１層と少なくとも他の１層によって構成され
ることを特徴とする多層材料。 - 【請求項２２】 上記の他の層は、織布ファブリック、
ニット・ファブリック、ボンディングとカーディングを
行ったウェブ、連続スパンボンド・フィラメントのウェ
ブ、メルトブロー・ファイバーのウェブ、及びこれらの
組み合わせによって構成されるグループから選択するこ
とを特徴とする請求項２１記載の多層材料。 - 【請求項２３】 各層の間のファイバーの一般的な配向
角度が、約０乃至約９０°の範囲であるように、請求項
１１による不織布材料の少なくとも他の１層を含むこと
を特徴とする請求項２１記載の多層材料。 - 【請求項２４】 個々のメルトブロー・ファイバーの少
なくとも一部がファイバーの直径が直近の部分の直径よ
りも実質的に小さい部分を有する非エラストマのメルト
ブロー熱可塑性重合体のファイバーの少なくとも１つの
ウェブによって構成され、その結果、粒子透過率がメル
トブロー・ファイバーのファイバー直径が同じ変化を示
さない同様の不織布ウェブよりも少なくとも約１０パー
セント小さくなることを特徴とする不織布材料。 - 【請求項２５】 上記の粒子透過率は、平均直径が約
０．１ミクロン以上の粒子の場合、約５０パーセント以
下であることを特徴とする請求項２４記載の不織布材
料。 - 【請求項２６】 上記の粒子透過率は、平均直径が約
０．１ミクロン以上の粒子の場合、約４０パーセント以
下であることを特徴とする請求項２４記載の不織布材
料。 - 【請求項２７】 上記の粒子透過率は、平均直径が約
１．５ミクロン以上の粒子の場合、約５パーセント以下
であることを特徴とする請求項２４記載の不織布材料。 - 【請求項２８】 上記のメルトブロー・ファイバーは、
メルトブロー・マイクロファイバーを含むことを特徴と
する請求項２４記載の不織布材料。 - 【請求項２９】 画像分析法によって求めた場合、上記
のメルトブロー・マイクロファイバーの少なくとも約５
０パーセントは５ミクロン以下の平均直径を有すること
を特徴とする請求項２８記載の不織布材料。 - 【請求項３０】 上記の非エラストマ・メルトブロー熱
可塑性重合体のファイバーは、ポリオレフィン、ポリエ
ステル、及びポリアミドによって構成されるグループか
ら選択した重合体によって構成されることを特徴とする
請求項２４記載の不織布材料。 - 【請求項３１】 上記のポリオレフィンは、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン共重合体、
プロピレン共重合体、及びブテン共重合体の内の１つ以
上によって構成されるグループから選択することを特徴
とする請求項３０記載の不織布材料。 - 【請求項３２】 上記の非エラストマ・メルトブロー熱
可塑性重合体のファイバーの不織布ウェブは、テキスタ
イル・ファイバー、木材パルプ・ファイバー、微粒子及
び超吸収性材料によって構成されるグループから選択し
た１つ以上の二次材料を更に含むことを特徴とする請求
項２４記載の不織布材料。 - 【請求項３３】 上記の不織布ウェブは、１平方メート
ル当たり約６乃至約４００グラムの坪量を有することを
特徴とする請求項２４記載の不織布材料。
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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