TWI744141B

TWI744141B - 血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布

Info

Publication number: TWI744141B
Application number: TW109144813A
Authority: TW
Inventors: 林甫駿; 廖炳森; 蔡亞彤; 王聰嘉; 王秋迪
Original assignee: 衛普實業股份有限公司
Priority date: 2020-12-18
Filing date: 2020-12-18
Publication date: 2021-10-21
Also published as: TW202224585A

Abstract

本發明乃是一種血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其包含：一不織布，其不織布具二表面，其不織布基重≦70g/m ²；一多層透氣薄膜，其多層透氣薄膜為至少3層之共押出薄膜，其多層透氣薄膜基重介於5～30 g/m ²，其多層透氣薄膜貼合於該不織布的其中一表面上，其多層透氣薄膜中粉體重量百分比含量40~60%，牽伸倍率≦300%；其特徵是該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之合成血液透過性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；及該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之Phi-X174噬菌體穿透性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；透濕度≧1500 g/m ²．24hr；多層透氣薄膜中粉體平均粒徑介於0.5~3μm；且該粉體選用碳酸鈣(CaCO3)。更進一步，該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜之表面塗布至少一層透濕防水塗層。

Description

血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布

本發明涉及用於血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布開發，其具備阻隔病毒、細菌、血液傳染及感染懸浮口沫氣膠之P3等級(CNS14798)醫療防護衣用防水透濕複合不織布。

傳染病疫情爆發時醫療防護裝備需求量短期內倍數暴增，其醫療防護裝備價格也隨之上漲，各國家開始注重包括防護衣和口罩等防護裝備短缺問題。其中防護衣須具備高阻隔性、透濕性、防水性及輕量化之強韌膜材要求，而歐盟EN14126、美國AAMI及台灣CNS等標準均對病毒及細菌防疫用之防護衣有標準規範，傳統P3等級(CNS14798)醫療防護衣透氣度不佳，仍有待開發。

過去單層透氣薄膜由於孔洞的透氣路徑短無法阻擋病毒阻隔，若厚度提升以加長透氣路徑，亦無法達到高透氣性要求。先前技術仍無法達到最佳化效果，致使防護衣穿戴者舒適性不佳無法長時間穿戴。當流行病爆發時防護衣的需求量增大，由於醫護人員需要長時間穿戴防護衣隨，因此新一代的防護衣於防護性需維持一定效果，而舒適性提升將是未來開發課題。

先前技術使用透氣性複合薄片材料之研究，如中華民國專利號089110815所揭露，係關於具有頂片、後片及頂片與後片間之吸收核心之吸收物件。後片包含水蒸氣可滲透而實質上液體不可滲透之複合薄片材料，其包含黏至水蒸氣可滲透之熱塑性薄膜之紡黏之不織布。不織布包含主要由可與用來黏合網之黏合劑相容之纖維所組成之第一層以及由有些可與黏合黏著劑相容而有些不可相容之纖維之摻合物與熱塑性薄膜所組成之第二層。另一先前技術針對透濕性薄膜研究，如中華民國專利號102144782所揭露，該透濕性薄膜，係能維持通氣性、透濕性、機械強度及實用性，且耐透液性。本發明的透濕性薄膜係由含有：含融解波峰溫度為130~150℃且密度0.940~0.970g/cm 3 之聚乙烯樹脂的聚乙烯樹脂組成物(A)、無機填充材(B)、及苯乙烯系彈性體(C)；且相對於上述聚乙烯樹脂組成物(A)與無機填充材(B)之合計100質量份，經添加上述苯乙烯系彈性體(C)1~20質量份的樹脂組成物構成；其中，滲出面積係未滿5%。

先前技術針對一種具有抗微生物化合物的布料的製造方法研究，如中華民國專利號105106057所揭露，該抗微生物化合物結合或附著在該布料上。該經處理的布料，該布料本身即可作為消毒材料或滅菌材料。該經處理的布料也展現耐洗滌及非浸出特性。其中所使用的浸染液包括一種或多種抗微生物劑，以及將該經處理的布料作熱處理的步驟。又先前技術針對血液與病毒阻礙之複合織物塗層研究，如中華民國專利號099118884所揭露，一種複合織物，其包含一不織物，一可熔纖維之完全壓延的不織物較佳；及一單片可透氣的聚合物層，其在該織物的至少一邊表面上且具有優良的透氣性、好的抗磨性及提供對抗血液及病毒試劑二者的保護。一種複合織物，其包含在纖維狀基材織物上的單片塗層，該複合物具有MVTR至少1500克/平方公尺/天及通過ASTM F1670血液阻礙測試與ASTM F1671病毒阻礙測試二者。

血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布需要求具備高透濕度，同時具備防止血液及病毒穿透；換句話說血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之表面必須要做得滴水不漏，但氣體又要能夠排出。本發明乃是一種血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其包含：一不織布，其不織布具二表面，其不織布基重≦70g/m ²；一多層透氣薄膜，其多層透氣薄膜為至少3層之共押出薄膜，其多層透氣薄膜基重介於5～30 g/m ²，其多層透氣薄膜貼合於該不織布的其中一表面上，其多層透氣薄膜中粉體重量百分比含量40~60%，牽伸倍率≦300%；其特徵是該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之合成血液透過性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；及該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之Phi-X174噬菌體穿透性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；透濕度≧1500 g/m ²．24hr；多層透氣薄膜中粉體平均粒徑介於0.5~3μm；且該粉體選用碳酸鈣(CaCO ₃)。其中，該不織布為至少一水針不織布、針軋不織布、紡黏不織布和熔噴不織布。該不織布之纖維直徑為0.5~40μm。該不織布為之纖維材料為至少一聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇、嫘縈、棉、聚胺基甲酸酯和苯乙烯(Styrene)-乙烯(Ethylene)/丁烯(Butylene)-苯乙烯(Styrene)共聚物。該多層透氣薄膜為3層之共押出薄膜，其層比為1：1：1、1：2：1、1：3：1、1：4：1或1：5：1。該多層透氣薄膜中粉體重量百分比含量40~60%，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之基重40~100 g/m ²，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜中粉體平均粒徑2μm，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。更進一步，該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜之表面塗布至少一層透濕防水塗層，使整體透濕度達≧1500 g/m2．24hr。其中，該透濕防水塗層選用至少一水性聚氨酯(waterborne polyurethane)及油性聚氨酯(solventborne polyurethane)。本發明血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布具至少三層共押出薄膜之多層透氣薄膜，以部分阻斷或延長透氣通道。並將多層透氣薄膜貼合於不織布表面。其有別於過去習知技藝具差異化，其新穎、進步及實用效益無誤。有關本創作所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明於後，相信本創作上述之目的、構造及特徵，當可由之得一深入而具體的瞭解。

以下係藉由特定的具體實施例說明本創作之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更。

首先敬請閱第1圖係顯示本創作血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之斷面結構示意圖，說明本發明之實施例，其乃是一種血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其包含：一不織布201，其不織布201具二表面，其不織布201基重≦70g/m ²；一多層透氣薄膜101，其多層透氣薄膜101為至少3層之共押出薄膜，其多層透氣薄膜101基重介於5～30 g/m ²，其多層透氣薄膜101貼合於該不織布201的其中一表面上，其多層透氣薄膜101中粉體1014重量百分比含量40~60%，牽伸倍率≦300%；其特徵是該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之合成血液透過性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；及該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之Phi-X174噬菌體穿透性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；透濕度≧1500 g/m ²．24hr；多層透氣薄膜101中粉體1014平均粒徑介於0.5~3μm；且該粉體1014選用碳酸鈣(CaCO ₃)。其中，該不織布201為至少一水針不織布、針軋不織布、紡黏不織布和熔噴不織布。該不織布201之纖維直徑為0.5~40μm。該不織布201為之纖維材料為至少一聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇、嫘縈、棉、聚胺基甲酸酯和苯乙烯(Styrene)-乙烯(Ethylene)/丁烯(Butylene)-苯乙烯(Styrene)共聚物。該多層透氣薄膜101為3層之共押出薄膜，其層比為1：1：1、1：2：1、1：3：1、1：4：1或1：5：1。該多層透氣薄膜101中粉體1014重量百分比含量40~60%，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)。該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之基重40~100 g/m ²，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)，耐水壓≧140cmH ₂O，衝擊穿透≦0.5g(CNS 14801)，抗拉強力經向≧50N (ASTM D 5034)，抗拉強力緯向≧40N (ASTM D 5034)，破裂強度≧2000kPa，縫合強力≧40N，撕裂強力經向≧20N (ASTM D 4533)，撕裂強力緯向≧20N (ASTM D 4533)，合成血液穿透性通過壓力＞13.8 kPa測試結果顯示未穿透(CNS14799)，及病毒穿透性通過壓力＞13.8 kPa測試結果顯示未穿透(CNS14800)，亦即通過CNS14798國家標準P3等級測試。其衝擊穿透實驗方法為將試樣固定在傾斜 45 度的實驗平台，將距實驗平台 0.6 公尺斗狀容器注滿 500c.c.的水，衝擊面料表面上，再以吸水紙吸取背面水珠稱重≦0.5g。該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜101中粉體1014平均粒徑2μm，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)。第2圖係顯示本創作血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之另一實施例之斷面結構示意圖，更進一步，該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜101之表面塗布至少一層透濕防水塗層301，使整體透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)。其中，該透濕防水塗層301選用至少一水性聚氨酯(waterborne polyurethane)及油性聚氨酯(solventborne polyurethane)。該透濕防水塗層301之厚度可薄型化塗佈，以減少該透濕防水塗層301材料使用，其透濕防水塗層301具有抗刮、防止多層透氣薄膜101之表面印刷物脫落、輔助提升多層透氣薄膜101之耐溫度尺寸安定性，使得加工熱封處理時提升成衣產品良率。該透濕防水塗層301選用光滑亮面結構或霧面結構，可變化本發明之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布視覺效果。

為使審查委員更進一步了解本創作實際測試結果具有無法預期的效果，舉一單層透氣薄膜貼合不織布之比較例，其包含：一不織布201，其同實施例之不織布201，其不織布201具二表面，其不織布201基重≦70g/m ²；一單層透氣薄膜，其單層透氣薄膜為一押出薄膜，其單層透氣薄膜基重介於5～30 g/m ²，其單層透氣薄膜貼合於該不織布201的其中一表面上，其單層透氣薄膜中粉體1014，其同實施例之粉體1014，其粉體1014重量百分比含量40~60%，牽伸倍率≦300%；其特徵是該單層透氣薄膜貼合不織布之合成血液透過性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；及該單層透氣薄膜貼合不織布之Phi-X174噬菌體穿透性耐壓力2.0 psi 持續1分鐘，其測試結果Phi-X174噬菌體＜1 PFU/ml；透濕度≧1500 g/m ².24hr；單層透氣薄膜中粉體1014平均粒徑介於0.5~3μm；且該粉體1014選用碳酸鈣(CaCO ₃)。其中，該不織布201為至少一水針不織布、針軋不織布、紡黏不織布和熔噴不織布。該不織布201之纖維直徑為0.5~40μm。該不織布201之纖維直徑為2~5μm。該不織布201為之纖維材料為至少一聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇、嫘縈、棉、聚胺基甲酸酯和苯乙烯(Styrene)-乙烯(Ethylene)/丁烯(Butylene)-苯乙烯(Styrene)共聚物。該單層透氣薄膜中粉體1014重量百分比含量40~60%，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)。該單層透氣薄膜貼合不織布之基重40~100 g/m ²，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)，耐水壓≧140cmH ₂O，衝擊穿透≦0.5g(CNS 14801)，抗拉強力經向≧50N (ASTM D 5034)，抗拉強力緯向≧40N (ASTM D 5034)，破裂強度≧2000kPa，縫合強力≧40N，撕裂強力經向≧20N (ASTM D 4533)，撕裂強力緯向≧20N (ASTM D 4533)，該單層透氣薄膜貼合不織布之單層透氣薄膜中粉體1014平均粒徑2μm，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr(CNS 12222)。該單層透氣薄膜貼合不織布之合成血液穿透性通過壓力＞13.8 kPa測試結果顯示未穿透(CNS14799)，但是病毒穿透性通過壓力＞13.8 kPa測試結果顯示有穿透(CNS14800)，亦即未通過CNS14798國家標準P3等級測試。

由本發明之實施例與比較例中發現，本發明之多層透氣薄膜101，具阻隔病毒效果，主要具有共押出之三層結構透氣薄膜，其作用及特性為，如第1圖中第一層透氣薄膜1011為最外層會接觸噬菌體懸浮液，需將噬菌體懸浮液大部分阻絕，因此需具備孔數少、孔徑分佈廣與膜厚較高的特點，發揮薄膜表面緻密拒水特性阻隔懸浮液。第二層透氣薄膜1012為由於噬菌體仍有可能因碳酸鈣粉被懸浮液濕潤，而擴散穿透，將接觸的噬菌體濃度攔截降到最低，該層的粉體1014細度更細、孔徑更小，以避免濕潤穿透。第三層透氣薄膜1013為阻隔所有病毒穿透，粉體1014尺寸需與攔截層差異加大，避免形成連續孔洞，才能達到完全阻隔的效果，同時內層大孔徑、多微孔的設計，也能提高由內層蒸汽壓形成的透濕效果，提升穿著舒適性。本發明之該多層透氣薄膜101，藉由設計各膜層之孔數、孔徑及膜厚等規格，以開發最高等級防護之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布。

本發明乃是一種血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其具有可通過血液及病毒阻隔性特徵，透由多層透氣薄膜101之各層間厚度設計、粉體1014成份，以造成各層融流特性，其可以部分阻斷或延長透氣通道，其材料成分與製成條件均已充分揭露，並與比較例相較具無法預期之效果，有別於過去習知技藝具差異化，其新穎、進步及實用效益無誤。故可有效改進習知缺失，使用上有相當大之實用性。

綜觀上述，本創作實施例所揭露之具體構造，確實能提供血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之血液及Phi-X174噬菌體穿透性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；透濕度≧1500 g/m ²．24hr之防護衣應用，其結構需達規格實為非輕易組合可完成，以整體結構而言具有輕量化、穿著舒適性無法預期之優點，既未曾見諸於同類產品中，申請前亦未見公開，誠已符合專利法之法定要件，爰依法提出發明專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之一較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，即大凡依本創作申請專利範圍及創作說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。

101:多層透氣薄膜 1011:第一層透氣薄膜 1012:第二層透氣薄膜 1013:第三層透氣薄膜 1014:粉體 201:不織布 301:透濕防水塗層

第1圖係顯示本創作血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之斷面結構示意圖。第2圖係顯示本創作血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之另一實施例之斷面結構示意圖。

101:多層透氣薄膜

1011:第一層透氣薄膜

1012:第二層透氣薄膜

1013:第三層透氣薄膜

1014:粉體

201:不織布

Claims

一種血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其包含：一不織布，其不織布具二表面，其不織布基重≦70g/m ²；一多層透氣薄膜，其多層透氣薄膜為至少3層之共押出薄膜，其多層透氣薄膜基重介於5～30 g/m ²，其多層透氣薄膜貼合於該不織布的其中一表面上，其多層透氣薄膜中粉體重量百分比含量40~60%，牽伸倍率≦300%；其特徵是該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之合成血液透過性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；及該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之Phi-X174噬菌體穿透性可耐壓力2.0 psi 持續1分鐘；透濕度≧1500 g/m ²．24hr；多層透氣薄膜中粉體平均粒徑介於0.5~3μm；且該粉體選用碳酸鈣(CaCO ₃)。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該不織布為至少一水針不織布、針軋不織布、紡黏不織布和熔噴不織布。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該不織布之纖維直徑為0.5~40μm。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該不織布為之纖維材料為至少一聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚乙烯醇、嫘縈、棉、聚胺基甲酸酯和苯乙烯(Styrene)-乙烯(Ethylene)/丁烯(Butylene)-苯乙烯(Styrene)共聚物。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該多層透氣薄膜為3層之共押出薄膜，其層比為1：1：1、1：2：1、1：3：1、1：4：1或1：5：1。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該多層透氣薄膜中粉體重量百分比含量40~60%，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之基重40~100 g/m ²，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜中粉體平均粒徑2μm，透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。
如請求項1所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，更進一步，該血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布之多層透氣薄膜之表面塗布至少一層透濕防水塗層，使整體透濕度達≧1500 g/m ²．24hr。
如請求項9所述之血液及病毒阻隔防水透濕複合不織布，其中，該透濕防水塗層選用至少一水性聚氨酯(waterborne polyurethane)及油性聚氨酯(solventborne polyurethane)。