KR100255572B1

KR100255572B1 - 신장성 부직 차단 직물의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 신장성 부직 차단 직물

Info

Publication number: KR100255572B1
Application number: KR1019930027402A
Authority: KR
Inventors: 리자 레비 루쓰; 에드워드 볼리안 2세 찰스; 토드 모르만 마이클; 엘렌 프레스톤 린
Original assignee: 로날드 디. 맥크레이; 킴벌리-클라크 월드와이드 인크
Priority date: 1992-12-14
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 2000-05-01
Anticipated expiration: 2013-12-13
Also published as: EP0602613B1; AU683020B2; ZA937750B; US5582903A; JPH07300758A; BR9304914A; KR940015012A; CN1066221C; CN1090899A; US5492753A; JP3507537B2; ES2116393T3; CA2101833A1; EP0602613A1; DE69318948T2; MX9307219A; DE69318948D1; AU5062493A

Abstract

본 발명은 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 멜트블로운 비탄성 열가소성 중합체 섬유를 함유하는 1종 이상의 부직웹을, 멜트블로운 섬유로 된 부직웹에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 멜트블로운 섬유로 된 부직웹에 의해 흡수되는 양을 약 250% 이상 초과하는 온도까지 가열시키는 단계, 가열된 부직웹을 네킹시키기 위해 인장력을 가하는 단계, 및 부직웹이 네킹 전의 부직웹과 동일한 정수두 및(또는) 입자성 물질 차단성을 갖도록 네킹된 부직웹을 냉각시는 단계로 이루어져 있다. 또한, 본 발명은 멜트블로운 비엘라스토머 열가소성 중합체 섬유로 된 부직웹으로 이루어지고, 이 부직웹이 멜트블로운 비엘라스토머 열가소성 중합체 섬유로 된 비처리된 부직웹을 약 10% 이상 신장하도록 열처리된 것인 신장성 차단 직물에 관한 것이다. 신장성 차단 직물은 약 20 cm 이상의 정수두 및(또는) 0.1 μ 초과의 평균 입도를 갖는 입자에 대해 약 40 % 이상의 입자 저항 효율을 제공한다. 신장성 차단 직물은 다층 재료로 된 성분일 수 있으며 일회용 보호 의복에 사용될 수 있다.

Description

신장성 부직 차단 직물의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 신장성 부직 차단 직물

제1도는 일련의 스팀 캔을 사용하며 신장성 차단 직물을 형성시키는 예시적인 공정의 개략도.

제2도 및 제3도는 처리전 예시적인 네킹성 재료의 현미경 사진.

제4도, 제5도, 제6도, 제7도, 제8도 및 제9도는 처리전 예시적인 네킹성 재료의 확대 현미경 사진.

제10도 및 제11도는 예시적인 신장성 차단 재료의 현미경 사진.

제12도, 제13도, 제14도, 제15도, 제16도 및 제17도는 예시적인 신장성 차단 재료의 확대 현미경 사진.

제18도는 예시적인 신장성 차단 재료의 열처리 동안 측정된 피크 부하에서의 온도 대 총 흡수 에너지의 그래프.

제19도는 예시적인 일회용 보호 의복.

제20도는 예시적인 일회용 개인 위생 의복.

계21도는 예시적인 일화용 보호 작업복.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 부직 네킹성 재료 14 : 공급 롤

16-26 : 스팀 캔 28, 36 : 닙

30 : S자형 롤러 배열 32, 34 : 스택롤러

38 : 구동 롤러 배열 40, 42 : 구동 롤러

80 : 수술용 가운 82 : 소매

84 : 소맷부리 86 : 목 개구

88 : 폐쇄 수단 90 : 벨트

94 : 라이너 96 : 흡수성 매질

98 : 배킹 재료 100 : 일회용 보호 작업복

102 : 패널 104 : 좌측 몸체부

106 : 좌측 다리부 108 : 좌측 소매부

110, 120 : 접합선 112 : 우측 패널

114 : 우측 몸체부 116 : 우측 다리부

118 : 우측 소매부 122 : 지퍼 닫기

126 : 깃 132 : 상반부

134 : 하반부

본 발명은 신장성 및 회복성을 갖는 재료 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

차단성을 제공하도록 설계된 여러가지 유형의 제한된 용도의 보호 의복 또는 일회용 보호 의복이 있다. 이러한 의복의 예로서는 수술용 가운, 환자용 드레이프, 안면 마스크, 구두 커버, 공장용 작업복 및 작업복이 있다. 다른 예로서는 일회용 기저귀 및 실금용 의복 등의 일회용 개인 위생 용품의 외부 커버가 있다.

대부분의 용도에 있어서, 보호 의복은 액체 및(또는) 입자성 물질에 비교적 불투과성인 직물로 제조되어야 할 필요가 있다. 이들 차단 직물들은 또한 단지 1회 사용 후 의복을 버릴 수 있도록 매우 저렴한 보호 의복의 제조에 적합해야 한다. 그러나, 보호 의복에 사용되는 대부분의 값싼 재료들은 중요한 결점을 갖고 있다. 따라서, 이들은 적합하지 못하다.

이와 같은 차단 직물 증 하나는 Tyvek로서 공지된 칼렌더링된 플래쉬 스펀 플리에틸렌 스펀븐드 직물이다. 이 직물은 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니(E. I. Dupont De Nemours ＆ Company)에 의해 시판 중에 있다. Tyvek은 값이 싸지만, 통기성 또는 신장성이 작아서 착용하기에 적합하지 않다. 일반적으로 다른 유형의 재료는 스펀레이스 직물이다. 이.아이.듀폰 디 네모아 앤드 캄파니는 상표명 Sontara라는 스펀레이스 직물을 시판하고 있다. 스펀레이스 직물은 일반적으로 수 엉킴 처리된 재료를 의미한다. 스펀레이스 직물은 비교적 값이싸고 통기성이고 변경될 수 있지만, 이 변형은 일반적으로 영구적인 것으로 여겨지며, 비회복성 신장이라 할 수 있다.

오랫동안, 매우 작은 직경의 섬유 또는 미세 섬유로 된 부직웹이 액체 및(또는) 입자성 물질에 비교적 불투과성을 유지하면서 공기 및 수중기에는 투과성인 것으로 공지되어 왔다. 작은 직경 섬유로 된 유용한 웹은 멜트블로잉 공정 등의 섬유 형성 공정을 사용하여 비엘라스토머 열가소성 중합체를 압출시킴으로써 제조될 수 있다. 비엘라스토머 중합체로 형성된 멜트블로운 심유의 부직웹은 비교적 값싸고 통기성이기는 하지만, 매우 엉킴이 큰 이들 부직웹은 신장력에 대한 반응이 빈약한 경향이 있다. 이와 같은 재료에서 발생하는 연신은 일반적으로 영구적이고 비회복성 연신(즉, 비회복성 신장)인 것으로 여겨진다. 예를 들면 통상적인 열가소성 폴리프로필렌으로 제조된 부직웹은 비회복성 신장을 나타내는 것으로 여겨진다.

액체 및(또는) 입자성 물질에는 비교적 불투과성이면서 공기 및 수증기에는 투과성인 재료가 요망되고 있다. 이와 같은 “통기성” 재료는 특히, 의복이 고열지수 조건 하에서, 격렬한 신체 활동 동안, 또는 매우 오랜 기간 동안 착용되어야 하는 경우. 의복을 착용하는 사람의 편안함을 극적으로 증가시킬 수 있다. 통기공, 통기구 및(또는) 통기패널은 비교적 비효과적 일 수 있으며 착용자의 보호 효과를 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 통기공, 통기구 및(또는) 통기패널을 갖는 의복의 제조 방법은 이와 같은 특색이 없는 의복을 제조하는 방법 보다 더 복잡하고 효율성이 작은 경향이 있다. 복잡하고 비교적 비효율적인 제조 방법은 값싼 재료에 의해 제공되는 비용상의 잇점을 제거할 수 있다.

신장성과 관련하여 용이하게 신장될 수 있고 회복성을 갖는 재료(즉, 바이어스력을 가하여 재료를 신장시킨 다음 바이어스력의 종지 후 수축되는 재료)는 일반적으로 “비회복성 신장”을 갖는 재료(즉, 바이어스력의 종지 후 수축되지 않는 재료) 보다 편안할 것으로 여겨진다. 신장성 및 회복성은 갑작스런 움직임으로 탄력성이 없는 직물로 제조된 의복이 인열될 수 있는 상황에서 요구될 수 있다. 또한, 신장성 및 회복성은 늘어진 직물 또는 매우 헐거운 자루 옷이 방해가 되고 인열될 수 있거나 또는 위험에 처할 수 있는 상황에서 요구될 수 있다.

종래에는, 엘라스토머 절편, 조각 및(또는) 스트립을 첨가함으로써 의복에 신장성과 회복성을 제공하여 왔다. 이들 엘라스토머 성분들은 엘라스토머 중합체로 제조된 부직웹을 함유하였다. 이와 같은 엘라스토머 재료는 매우 바람직한 신장성 및 회복성을 제공하지만, 이들은 폴리올레핀 등의 비엘라스토머 중합체로 제조된 비부직 재료와 비교할 경우 비교적 값이 비싸다. 추가로, 몇몇 엘라스토머 재료는 다수의 공업 및 의료적 환경에서 존재할 수 있는 특정 액체 및(또는) 기체에 노출된 후 분해될 수 있다. 더우기 몇가지 상이한 유형의 직물을 함께 접합하여 의복을 제조하는 방법은 일반적으로 단일 직물로 의복을 제조하는 방법 보다 더 복잡하고 효율성이 작은 경향이 있다. 복잡하고 비교적 비효을적인 제조 방법은 일반적으로 값싼 재료들에 의해 제공되는 비용상의 잇점을 감소시킨다.

엘라스토머 재료를 필요로하지 않으면서 신장성을 나타내는 한 가지 재료가 미합중국 특허 제4,965,122호에 제시되어 있다. 이 특허에 따른 직물은 실온 상태에서 인장력을 가함으로써 그의 폭이 줄어든다. 이어서, 이 재료를 네킹된 상태에서 가열 및 냉각시킴으로써 이 재료는 그의 네킹된 상태를 기억하여 네킹된 방향으로의 비파괴적 신장 후 대체적으로 거의 그 네킹된 크기로 회복된다. 이와 같은 방법의 작업은 특정 재료에는 적합하지만, 특히 웹의 차단성을 보호하는 것이 중요한 경우 멜트블로운 미세 섬유와 같은 매우 미세한 섬유의 부직웹을 처리하는 데에는 크게 부적합하다. 일반적으로 말하자면, 차단 재료로서 적당한 비탄성 멜트블로운 미세 섬유의 부직웹은 매우 엉킴이 큰 망상 조직의 섬유를 갖는다. 네킹 대신에 실온에서 임의의 약간의 인장력이 가해질 경우 이와 같은

웹은 인열되는 경향이 있다.

따라서, 공기 및 수증기에는 투과성이나 액체 및(또는) 입자성 물질에는 비교적 불투과성이고 신장성 및 회복성을 갖는 값이 싼 재료가 필요하다. 또한, 비교적 강인하고, 항구성이며 일체적이고 경중량이며 고속 제조 및 전환 방법에 적합한 특성을 갖는 재료가 필요하다. 액체 및(또는) 입자성 물질에 비교적 불투과성이고 예를 들면 일체성, 통기성, 신장성 및 회복성과 같은 원하는 적합한 특징을 제공하기 위한 다른 재료, 성분, 처리 등이 적게 요구되거나 요구되지 않는 제복/의복이 필요하다. 예를 들면, 액체 및(또는) 입자성 물질에 비교적 불투과성이고 일회용으로 사용될 만큼 매우 값이싸고 그러면서도 일체성, 통기성이 있고 신장성 및 회복성을 갖는, 실질적으로 또는 전체적으로 값싼 재료로 이루어진 보호 의복을 필요로 하고 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 “신장” 및 “연신”은 재료의 최초 크기와 바이어스력을 가하여 재료가 신장되거나 연장된 후의 크기 사이의 차이를 의미한다. 신장율(%) 또는 연신율(%)은 [(신장된 길이-최초 시료 길이)/최초 시료 길이] x 100으로 표시할 수 있다. 예를 들면 2.54 cm(1 인치)의 최초 길이를 갖는 재료를 2.16 cm(0.85 인치)로 신장시킬 경우, 즉, 신장 또는 연장된 길이가 4.7 cm(1.85인치)로 될 경우, 그 재료는 85 %의 신장율을 갖는 것으로 예기할 수 있다.

본 명세서에 사용된 용어 “회복”은 바이어스력을 가하여 재료를 최초 크기로부터 신장시킨 다음 바이어스력의 종지 후 신장 또는 연장된 재료의 수축을 의미한다. 예를 들면, 2.54 cm(1 인치)의 이완된, 즉, 바이어스력을 가하지 않은 길이를 갖는 재료를 신장시켜 3.81 cm(1.5 인치)의 길이까지 50 % 신장시킬 경우. 이 재료는 50 %(1.27 cm(0.5 인치)) 연장되었으며 그의 이완된 길이의 150 %의 신장된 길이를 갖는다. 이 신장된 재료가 바이어스며 및 신장력 해제 후 2.79cm(1.1 인치)의 길이로 수축, 즉 회복되는 경우, 이 재료는 그의 1.27 cm(0.5 인치) 신장의 80%(1.02 cm(7.4 인치))가 회복된 것이다. 회복률(%)은 [(최대 신장 길이 - 최종 시료 길이)/(최대 신장 길이 - 최초 시료 길이)] x 100으로서 표시 할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 “비회복싱 신장”은 앞에서 “회복”에 대해 기재한 바와 같은 재료의 수축이 뒤따르지 않는, 바이어스력의 사용 후 재료의 연신을 의미한다. 비회복성 신장율은 다음과 같은 식에 따라 %로 표시한 수 있다.

비회복성 신장율 = 100 - 회복율

(여기서, 회복율은 %로 나타낸다).

본 명세서에서 사응된 용어 “부직웹”은 개별 섬유 또는 필라멘트들이 사이사이에 끼워져 있으나 식별가능한 반복적인 방식은 아닌 웹을 의미한다. 종래에는, 부직웹이 멜트블로잉, 스펀본딩 및 본디드 카디드 웹법 등의 당 업계에 통상의 지식을 가진 자들에게 공지된 다양한 방법에 의해 제조되어 왔었다.

본 명세서에서 사용된 용어 “스펀본디드 웹”은 압출된 필라멘트의 직경을 갖는 방사구금 내 다수의 미세하고 보통 원형인 모세관으로부터 용융 열가소성 재료를 필라멘트로서 압출시키고, 이어서 예를 들면 비배출성 또는 배출성 유체 인발 또는 기타 공지된 스펀본딩 메카니즘에 의해 급속히 감쇠시켜 형성되는 작은 직경의 섬유 및(또는) 필라멘트로 된 웹을 의미한다. 스펀본디드 부직웹의 제조는 아펠(Appel) 등의 미합중국 특허 재4,340,563호, 도르쉬너(Dorschner) 등의 미합중국 특허 제3,692,618호, 킨네이(Kinney)의 미합중국 특허 제3,338,992호 및 동 제3,341,394호, 레비(Levy)의 미합중국 특허 제3,276,944호, 피터슨(Peterson)의 미합중국 특허 제3,502,538호, 하트만(Hartman)의 미합중국 특허 제3,502,763호, 도보(Dobo) 등의 미합중국 특허 제3,542,615호 및 하몬(Harmon)의 카나다 특허 제803,714호 등의 특허 문헌에 설명되어 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 “멜트블로운 섬유”는 용융 열가소성 재료를 미세하고 보통 원형인 다수의 다이 모세관을 통해 용융사 또는 필라멘트로서 고속 가스(예, 공기) 흐름 중에 압출시킴으로써 용융 열가소성 재료의 필라멘트를 섬세화하여 그 직경을 감소시켜(미세 섬유 직경으로 될 수 있음) 형성된 섬유를 의미한다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 가스 흐름에 의해 이송되어 집속면 상에 쌓여 무작위로 놓인 멜트블로운 섬유 웹을 경성한다. 멜트블로운법은 공지되어 있으며 문헌 [웬트(V.A. Wendt), 분(E.L. Boone), 및 플루하티(C.D. Fluharty)의 NRL Report 4364, “Manufacture of Super-Fine Organic Fibers”: 로렌스(K.D.Lawrence), 루카스(R.T Lukas) 및 영(J.A. Young)의 NRL Report 5265, “An Improved Device for the Formation of Super-Fine Thermoplastic Fibers”] 및 1974년 11월 19일자로 번틴(Buntin) 등에게 특허된 미합중국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 “미세 섬유(microfiber)”는 약 100μ 이하의 평균 직경, 예를 들면 약 0.5μ 내지 약 50μ의 직경을 갖는 작은 직경의 섬유를 의미하며, 더욱 구체적으로 미세 섬유는 1μ 내지 약 20μ의 평균 직경을 가질 수 있다. 약 3μ 이하의 평균 직경을 갖는 미세 섬유는 보통 초미립 미세 섬유라 칭한다. 초미립 미세 섬유와 전형적인 제조 방법의 설명은 1991년 11횔 26일자로 출원된 발명의 명칭 “개선된 차단성을 갖는 부직웹(A Nonwoven Web With Improved Barrier Properties)”기 미합중국 특허 출원 제07/779,929호에서 찾을 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 “열가소성 재료”는 열에 노출될 경우 연화되고 실온으로 냉각시킬 경우 다시 원 상태로 돌아가는 고중합체를 의미한다. 이러한 특성을 나타내는 천연 물질은 조야한 고무 및 다수의 왁스이다. 기타 전형적인 열가소성 재료로는 염화폴리비닐, 폴리에스테르, 나일론, 폴리플루오로카본, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴라비닐알코올, 카프롤락탐 및 셀룰로오스 및 아크릴 수지가 있고, 이에 제한되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어 “일회용”은 1회 사용 제품 뿐만아니라 수회 사용후 더렵혀졌거나 또는 달리 사용할 수 없게 되었을 경우 버릴 수 있는 제품을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 “의복”은 한정적인 것은 아니나 예를 들면 수술용 가운, 환자용 드레이프, 안면 마스크, 구두 커버, 공장용 작업복, 작업복, 앞치마. 및 기저귀, 훈련용 팬티의 외부 커버 등을 포함한 보호 의복 및(또는) 실드를 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 “차단 직물”은 액체 및(또는) 입자성 물질의 침투에 대한 유용한 수준의 내성을 갖는 직물을 의미한다. 일반적으로 말하자면 액체 투과에 대한 내성은 정수두(hydrostatic head) 시험, 관통 시험, 수 분사 침투 시험 등에 의해 측정된다. 입자성 물질에 의한 침투에 대한 내성은 공기 필터의 건조 입자 체류를 측정하여 확인될 수 있으며 입자 저항 효율로서 나타낼 수 있다. 일반적으로 말하자면, 차단 직물은 약 20 cm 이상의 수돗물 칼럼에 의한 침투에 견디어야 하고 약 0.1μ 초과의 직경을 갖는 입자에 대해 약 40% 이상의 입자 저항 효율을 가져야 한다.

본 명세서에서 사용된 총어 “정수두”는 (1) 시료는 보통 크기 보다 더 크고, 다양한 신장 조건(예, 10 %, 20 %, 40 % 신장율) 하에서 시료가 시험될 수 있도록 시료의 횡방향 단부 상에 고정된 신장 프레임에 올려 놓으며, (2) 시료의 밑면은 시료가 수주(水柱) 중량 하에 휘어지는 것을 방지하기 위해 약 9.9개/cm²(약 64개 /in²)의 육각형 패턴을 갖는 플라스틱 망사 또는 그물로 지지되어 있는 것을 제외하고 표준 정수두 압력 시험 AATCCTM 제127호-1977호에 따라 측정된 수 침투에 대한 재료의 내성을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 “입자 저항 효율”은 특정 입도 범위의 입자가 재료를 관통하는 것을 방지하는 데 있어서의 재료의 효율성을 의미한다. 고입자 저항 효율이 바람직하다. 입자 저항 효율은 예를 들면, 미합중국 미시간주 그래스 레이크 소재의 인터베이직 레소시스, 인크. (InterBasic Resources, Inc.)에 의해 수행된 IBR 시험법 제E-217호, Revision G(1/15/71) 등의 시험을 사용하여 공기 필터의 건조 입자 체류를 측정함으로써 측정될 수 있다. 일반적으로 말하자면, 이러한 시험에서 입자성 물질은 입자 함유 공기를 시험 직물의 표면 상에 보내는 팬에 의해 시험 직물의 “챌린지”면 상의 공기 중에 분산된다. “챌린지” 공기 내 분말 입자의 농도 및 시험 직물의 반대쪽면 상의 공기 내 분말 입자(즉, 직물을 관통한 입자)의 농도를 입자 계수기로 다양한 입도 범위에서 측정한다. 입자 저항 효율은 상기 농도의 차로부터 계산된다.

본 명세서에서 사용된 용어 “α-전이”는 일반적으로 결정성 열가소성 중합체에서 발생하는 현상을 의미한다. α-전이는 최고 전이 온도가 용융 전이 온도(Tm) 이하이며 종종 예비 용융이라 칭한다 α-전이 이하에서는 중합체 내 결정이 고정된다. α-전이 초과에서는 결정이 개질된 구조체 내에 어닐링될 수 있다. α-전이는 공지되어 있으며 예를 들면 문헌 [로렌스 이. 닐센(Lawrence E. Nielsen)의 Mechanical Properties of Polymers and Composites(제1권) 및 에이취. 모라웨이츠(H. Moraweitz(H. Moraweitz) 편집 Polymer Monographs(제2권-에이취.피. 프랭크(H.P Frank)의 Polypropylene)]에 기재되어 있다. 일반적으로 말하자면 α-전이는 예를 들면 Mettler DSC 30 Differential Scanning Calorimeter 등의 장치로 시차 주사 열량계법을 사용하여 측정한다. 전형적인 측정을 위한 표준 조건은 다음과 같다 : 가열 프로필 : 30℃ 내지 중합체의 융점을 약 30℃ 초과하는 온도, 10℃/분의 가열 속도; 분위기 : 60 SCC/분의 질소; 시료 크기 : 3 내지 5mg.

“5 %의 액체 분율에서의 용융 개시 온도”라는 표현은 일반적으로 그의 용융전이 근처의 결정성 중합체에서 특정 크기의 상 변화에 해당하는 온도를 의미한다. 용융의 개시는 용융 전이 온도 이하의 온도에서 발생하며, 중합체 내 액체 분율 대 고체 분율의 상이한 비율을 특징으로 한다. 용융의 개시는 예를 들면 Mettler DSC 30 시차 주사 열량계 등의 장치로 시차 주사 열량계법을 사용해서 측정된다. 통상적인 측정을 위한 표준 조건은 가열 프로필 : 30℃ 내지 중합체의 융점을 약 30℃ 초과하는 온도, 10℃/분의 가열 속도; 분위기 : 60 SCC/분의 질소; 시료 크기 : 3 내지 5 mg이다.

본 명세서에서 사용된 용어 “네킹된 재료”는 예를 들면 연신 등의 방법으로 적어도 1차원적으로 수축된 임의의 재료를 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 “네킹성 재료”는 네킹될 수 있는 임의의 재료를 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 “신장 방향”은 신장과 회복의 방향을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 용어 “내킹다운율(%)”은 네킹성 재료의 네킹전 크기와 네킹된 크기의 차를 측정하고 이어서 그 차를 네킹성 재료의 네킹전 크기로 나누기하고 이 양에 100을 곱하여 결정된 비율을 의미한다. 예를 들면 네킹다운을(%)은 다음 식으로 표시할 수 있다.

네킹다운율(%) = [(네킹전 크기 - 네킹된 크기)/네킹전 크기] x 100

본 명세서에서 사용된 용어 “주성분으로 하는”은 주어진 조성물 또는 물질의 바람직한 특성에 거의 영향을 미치지 않는 추가 재료의 존재를 제외시키지 않는것을 의미한다. 이런 종류의 전형적인 재료로는 조성물의 가공성을 향상시키기 위해 첨가되는 안료, 산화방지제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 유동 촉진제, 입자성 물질 또는 재료가 있고 이에 제한되지 않는다.

본 발명은 부직 차단 직물이 신장성 및 회복성을 갖도록 비엘라스토머 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유를 함유하는 부직 차단 직물을 처리하는 방법을 제공함으로써 전술한 요구를 충족시키는 것이다. 일반적으로 말하자면, 본 발명의 방법은 (1) 멜트블로운 비탄성 열가소성 중합체 섬유를 함유하는 부직 차단 직물을 웹에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 웹에 의해 흡수되는 양을 약 250 % 이상 초과하는 온도까지 가열시키는 단계, (2) 가열된 부직 직물을 네킹시키기 위해 인장력을 가하는 단계, 및 (3) 네킹된 부직 직물을 냉각시켜 내킹된 부직 직물이 신장성 및 회복성 및 액체 및(또는) 입자성 물질의 침투에 대한 유용한 수준의 내성을 갖게 하는 단계로 되어 있다. 예를 들면, 신장성 차단 직물은 열처리 및 네킹 전의 차단 직물과 적어도 동일한 정수두 및(또는) 입자성 물질 차단성을 가져야 한다.

본 발명에 의한 멜트블로운 비탄성 열가소성 중합체 섬유를 함유하는 부직 차단 직물은 웹에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 웹에 의해 흡수되는 양을 약 275 % 이상 초과하는 온도까지 가열시킬 수 있다. 예를 들면, 웹은 웹에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 웹에 의해 흡수되는 양을 약 300 % 내지 1000 % 이상 초과하는 온도까지 가열할 수 있다.

상기 처리에 의해 제공되는 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물은 약 20 cm 이상의 정수두 및 동일한 미처리 차단 직물 보다 약 10 % 이상 더옥 큰 신장 능력을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들면, 신장성 멜트블로운 섬유 차단 직물은 약 30 이상의 정수두를 가질 수 있으며, 동일한 미처리 차단 직물을 약 15 내지 약 300 %초과 신장하도록 제조될 수 있다. 추가예로서 신장성 멜트블로운 섬유 차단 직물은 약 35 cm 내지 약 120 cm의 정수두를 가질 수 있으며 동일한 미처리 차단 직물을 약 20 내지 약 200 %초과 신장하도록 제조될 수 있다. 또 다른 예로서, 신장성 멜트블로운 섬유 차단 직물은 약 40 내지 약 90 cm의 정수두를 가질 수 있다.

본 발명의 한 특징으로 신장성 멜트블로운 섬유 차단 직물은 약 10 내지 약 100 %, 예를 들면 약 20 내지 약 80 % 신장하도록 제조될 수 있다. 신장성 멜트블로운 섬유 차단 직물은 60 % 신장될 경우 약 50 % 이상 회복되도록 제조될 수 있다. 예를 들면 신장성 멜트블로운 섬유 차단 직물은 약 15내지 약 60 %신장되고 약 15 내지 약 60 % 신장될 경우 약 90 % 이상 회복되도록 제조될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면 신장성 차단 직물은 약 1.65 (m²/초)/m²[30(ft²/분)/ft², 또한 CFM/ft²라고도 칭함]를 초과하는 다공도를 가질 수 있다.

예를 들면 차단 직물은 약 1.93 내지 약 3.85(m²/초)/m²(약 35 내지 약 70 CFM/ft²) 범위의 다공도를 가질 수 있다. 차단 직물은 약 6 내지 약 400g/m²(gsm)의 기초 중량을 가질 수 있다. 예를 들면, 기초 중량은 약 20 내지 약 150 g/m²범위일 수 있다.

신장성 차단 직물로 된 멜트블로운 섬유는 멜트블로운 미세 섬유를 함유할 수 있다. 바람직하기로는 광학적 상 분석에 의해 측정된 멜트블로운 섬유 중 약 50 % 이상은 5μ 미만의 평균 직경을 갖는다. 예를 들면 멜트블로운 섬유의 50% 이상은 약 3μ 이하의 평균 직경을 갖는 초미립 미세 섬유일 수 있다. 추가예로서 멜트블로운 섬유의 약 60 내지 약 100 %는 5μ 미만의 평균 직경을 가질 수 있거나 또는 초미립 미세 섬유일 수 있다. 멜트블로운 섬유는 예를 들면 폴리올레핀, 폴리에스테르 또는 폴리아미드일 수 있는 비엘라스토머 열가소성 중합체로부터 형성된다. 중합체가 플리올레핀일 경우, 멜트블로운 섬유는 플리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체, 부텐 공중합체 및(또는) 이들의 혼합물일 수 있다. 또한, 부직웹은 멜트블로운 섬유와 예를들면 직물, 목재 펄프 섬유, 입자성 물질 및 초흡수성 재료 등의 1종 이상의 제2재료와의 혼합물일 수 있다. 멜트블로운 섬유가 플리올레핀으로부터 형성될 경우, 상기 열처리는 전형적으로 중합체의 α-전이 온도를 초과하는 온도 내지 5 %의 액체 분율에서의 용융 개시 온도 보다 약 10 % 낮은 은도 범위에서 수행된다.

본 발명의 한 특징으로 신장성 및 회복성을 갖는 적어도 1 층의 멜트블로운 섬유 차단 직물은 다층 라미네이트를 형성하기 위해 적어도 1층의 다른 재료와 접합시킬 수 있다. 다른 층은 예를 들면 직포, 니트 직물, 본디드 카디드 웹, 연속 필라멘트 웹(예, 스펀본디드 웹) 멜트블로운 섬유 웹 및 이들의 조합일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징으로, 접합선에 의해 접합된 일반적으로 평면인 절편으로 이루어진 일회용 보호 의복이 제공되며, 여기서 하나 이상의 일반적으로 평면인 절편은 적어도 1층의 상기 신장성 차단 직물로 이루어진 재료이다. 이 접합선은 예를 들면 통상적인 꿰맨 접할선 또는 초음파 접합, 용매 접합, 열 접합등에 의해 얻는 접합선이 있을 수 있다.

일회층 보호 의복은 몸체부, 그로부터 연장된 소매부 및 다리부를 가질 수 있다. 예를 들면 일회용 보호 의복은 (1) 몸체부와 그로부터 연장된 소매부를 갖는 상부와 (2) 다리부를 갖는 하부를 함유하는 보호복일 수 있다. 바람직하기로는, 신장성 차단 직물의 신장 방향은 일반적으로 하나 이상의 몸체부. 소매부 또는 다리부의 운동 방향에 평행이다. 본 발명의 또 다른 특징으로 일회용 보호의복은 몸체부와 그로부터 연장된 소매부론 갖는 기운일 수 있다. 바람직하기로는, 신장성 차단 직물의 신장 방향은 일반적으로 하나 이상의 몸체부 및 소매부의 이동 방향에 평행이다.

제1도를 참조하면 제1도에는 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물을 제조하는 예시적인 공정 (10)이 개략적으로 도시되어 있다. 제1도는 열처리를 일련의 가열 드럼을 사용하여 수행하는 공정을 도시하고 있다.

본 발명에 따라 부직 네킹성 재료(12)는 공급롤(14)로부터 풀려지고, 화살표 방향으로 공급롤(14)가 회전함에 따라 화살표로 표시된 방향으로 이송된다.

부직 네킹성 재료(12)는 하나 이상의 멜트블로잉 공정에 의해 형성될 수 있고 공급롤(14) 상에 먼저 보관하지 않고 닙(16)을 직접 통과할 수 있다.

네킹성 재료(12)는 일련의 역 S자형 고리의 일련의 가열 드럼(예, 스팀캔)(16-26)을 통과한다. 스팀 캔(16-26)은 다른 크기의 캔을 사용할 수도 있지만 전형적으로 약 60.96 cm(24 인치)의 외경을 갖는다. 열 처리를 위한 네킹성 재료의 스팀 캔과의 접촉시간 또는 스팀 캔 상에서의 체류시간은 예를 들면 스팀캔의 온도, 재료의 종류 및(또는) 기초 중량, 및 재료 내 멜트블로운 섬유의 직경등의 요인에 따라 변화한다. 접촉시간은 부직 네킹성 재료(12)가 내킹성 재료에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 내킹성 재료(12)에 의해 흡수되는 양을 약 250 % 이상 초과하는 온도까지 가열시키기에 충분해야 한다. 예를 들면, 접촉 시간은 네킹성 재료에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 네킹성 재료에 의해 흡수되는 양을 275 % 이상 초과하는 온도까지 부직 네킹성 재료(12)를 가열시키기에 충분하여야 한다. 추가 예로서, 네킹성 재료는 네킹성 재료에 의해

흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 네킹성 재료에 의해 흡수되는 양을 약 300 % 내지 약 1000 % 이상 초과하는 온도까지 가열시킬 수 있다.

일반적으로 말하자면, 부직 네킹성 재료(12)가 예를 들면 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀으로 형성된 멜트볼로운 열가소성 중합체 섬유로 된 부직웹일 경우, 스팀 캔 상의 체류 시간은 중할체의 α-전이 온도를 초과하는 온도 내지 5 %의 액체 분율에서의 용융 개시 온도보다 약 10 % 낮은 온도의 범위로 멜트블로운 섬유를 가열시키기에 충분해야 한다.

예를 들면, 멜트블로운 프로필렌 섬유로 된 부직웹은 웹의 원하는 가열을 얻기 위하여 약 1 내지 약 300초의 접촉시간 동안 약 70 내지 약 150℃(194-302℉)의 측정된 표면 온도로 가열된 일련의 스팀 캔에 통과시킬 수 있다. 별법으로 및(또는) 추가로, 부직웹은 적외선. 마아크로파, 초음파 에너지, 불꽃, 고온 기체, 고온 액체 등에 의해 가열시킬 수 있다. 예를 들면 부직웹은 고온 오븐에 통과시킨 수 있다.

본 발명의 발명자들은 특정 이온에 얽매이려는 것은 아니지만, 인장력을 가하기 전에 중합체의 α-전이 온도를 초과하는 온도까지 멜트블로운 열가소성 비엘라스토머의 부직웹, 일반적으로 결정성 중합체 섬유를 가열시키는 것이 중요한 것으로 여겨진다. α-전이 온도를 초과할 경우, 중합체 섬유 내 결정들이 인장된 형상을 유지한 섬유를 냉각시킨 후 이 섬유로 된 부직웹의 신장성 및 회복성(예를들면, 신장력의 사용으로부터의 회복)을 향상시키는 변형된 구조로 어닐링 될 수 있다. 또한, 멜트블로운 섬유는 5 %의 액체 분을에서의 구성 중합체의 용융 개시 온도를 초과하는 온도까지 가열되어서는 안되는 것으로 여겨진다. 바람직하기로는, 이 온도는 5 %의 액체 분율에서의 중합체의 용융 개시 온도로 측정된 온도 보다 10 % 이상 낮아야 한다. 온도가 가열의 상한선에 접근하는 것을 개략적으로 판단하는 한가지 방법은 중합체의 용융 온도(℉로 표시)에 0.95를 곱하기하는 것이다.

중요하기로는, 특정 온도 범위 내에서 멜트블로운 섬유의 가열은 인장력에 대한 반응으로 단지 서로 미끄러지기 보다는 네킹 동안 섬유를 굴곡, 연장 및(또는) 연신시키는 것으로 여겨진다.

본 발명은 예를 들면, 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드 등의 중합체를 사용하여 실시할 수 있다. 예시적인 폴리올레핀으로는 1종 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체가 있다. 유용한 것으로 밝혀진 폴리프로필렌으로는 예를 들면 상표명 PF-015로 히몬트사(Himont Corporation)에 의해 시판 중인 폴리프로필렌 및 상표명 Exxon 3445G로 엑슨 케미칼사(Exxon Chemical Company)에 의해 시판 중인 폴리프로필렌이 있다. 이들 물질의 화학적 특성은 각각의 제조업자들로부터 입수할 수 있다.

멜트블로운 섬유로 된 부직웹은 통상인 멜트블로잉법을 사용하여 형성될 수 있다. 부직웹의 멜트블로운 섬유로는 향상된 차단 특성을 제공하는 멜트블로운 미세 섬유가 바람직하다. 예를 들면, 광학적 상 분석에 의해 측정하여 멜트블로운 미세 섬유의 약 50 % 이상이 약 5μ 미만의 평균 직경을 가질 수 있다. 다른 예로서 멜트블로운 섬유의 약 50 % 이상은 약 3μ 미만의 평균 직경을 가질 수 있는 초미립 미세 섬유일 수 있다. 추가 예로서 멜트블로운 미세 섬유의 약 60 내지 100 %가 5μ 미만의 평균 직경을 갖거나 또는 초미립 미세 섬유일 수 있다.

또한, 부직웹은 멜트블로운 섬유와 1종 이상의 제2 재료의 혼합물일 수 있다, 이와 같은 부직웹의 예로서는 미합중국 특허 제4,100,324호 및 동 제4,803,117호를 참고로 할 수 있으며, 이들 각각의 특허의 관련 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고 문헌으로 인용되었으며, 이들 특허에서는 무작위로 분산된 섬유들로 된 단일 응집 웹을 형성하기 위해 멜트블로운 섬유와 기타 재료를 혼합한다. 이와 같은 흔합물은 무작위로 분산된 멜트블로운 섬유와 다른 재료의 응집 웹을 형성시키기 위해 수집 장치 상의 멜트블로운 섬유의 수집 전에 멜트블로운 섬유와 기타 재료의 균질한 엉킴 혼합이 발생되도록 멜트블로운 섬유를 이송시키는 기류에 섬유 및(또는) 입자성 물질을 첨가함으로써 형성될 수 있다. 이와 같은 부직 복합 웹에 사용할 수 있는 유용한 재료로는 예를 들면 목재 펄프 섬유, 천연 및 합성 공급원(예, 목화, 양모, 석면, 레이온, 폴리에스테르, 푤리아미드, 유리, 폴리을레핀, 셀룰로오스 유도체 등)으로부터의 스테이플 길이 섬유, 다성분 섬유, 흡수성 섬유, 전기 전도성 섬유, 및 예를 들면 활성 목탄/활성탄, 점토, 전분, 금속 산화물, 초흡수성 재료 및 이들의 혼합물 등의 입자성 물질이 있다. 다른 유형의 부직 복합웹을 사용할 수도 있다. 예를 들면 래드완스키(Radwanski) 등의 미합중국 톡허 제4,931,355호 및 동 제4,950,531호에 기재된 수 엉킴 부직 복합웹을 사용할 수도 있으며, 상기 특허의 관련 내용은 전체적으로 본 발명에 참고로 인용하였다.

가열된 네킹성 재료(12)는 스팀 캔으로부터 스택 롤러(32) 및 (34)와 관련된 회전 방향 화살표로 표시된 바와 같이 역 s자형 통로의 s자형 롤 배열(30)의 닙(28)을 통과한다. S자령 롤 배열(30)으로부터 가열된 네킹성 재료(12)는 구동 롤러(40)과 (42)에 의해 형성된 구동 롤러 배열(38)의 닙(36)을 통과한다. S자형 롤 배열(30)의 롤러들의 외주 선속도가 구동 롤러 배열(38)의 롤러들의 외주 선속도 보다 낮게 조절되기 때문에, 가열된 네킹성 재료(12)는 S자형 롤 배열(30)과 구동 롤 배열(38)의 닙 사이에서 인장된다. 롤러들의 속도 차를 조정함으로써 가열된 네킹성 재료(12)는 원하는 양이 네킹되고, 냉각시키는 동안 인장되고 네킹된 상태를 유지하도록 인장된다. 가열된 네킹성 재료의 네킹다운율에 영향을 미치는 다른 요인은 인장력을 가하는 롤러들 사이의 거리, 연신 공정의 수 및 인장력하에 유지되는 가열된 재료의 총 길이 등이다. 냉각은 예를 들면 냉각 공기 또는 수 분사 등의 냉각 유체를 사용하여 향상될 수 있다.

일반적으로 말하자면, 롤러들의 속도 차는 가열된 네킹성 재료(12)를 그의 최초 폭(즉, 인장력을 가하기 전) 보다 약 10 % 이상 더 작은 폭으로 네킹다운시키기에 충분하다. 예를 들면, 가열된 네킹성 재료(12)는 그의 최초 폭보다 약 15 내지 약 50 %더 작은 폭으로 네킹다운될 수 있다.

본 발명은 가열된 네킹성 재료(12)를 인장시키는 다른 방법의 사용을 포함하고 있다. 예를 들면, 다른 방향, 예컨대 횡방향으로 네킹성 재료(12)를 팽창시켜 냉각 후 생성된 재료(44)가 네킹되는 방향에 일반적으로 평행한 방향의 신장성 및 회복성을 갖도록 하는 텐테 프레임 또는 기타 횡방향 신장기를 배열시킨다.

본 발명의 중요한 특징은 직물의 차단성을 저하시킴없이 멜트블로운 섬유 및(또는) 맬트블로운 미세 섬유의 차단 직물에 신장성 및 회복성을 제공한다는 것이다. 멜트블로운 섬유 웹은 그의 고도로 엉킴 미세한 섬유의 망상 조직 때문에 네킹에 잘견디는 경향이 있다. 이는 공기 및 수중기에는 투과성이나 액체 및(또는) 입자성 물질에는 비고적 불투과성인 고 엉킨 망사 조직과 동일하다. 이 섬유 망사 조직에 있어서 인열과 같은 총체적 변화는 액체 및(또는) 입자성 물질에 의한 침투를 허용하게 만든다. 블행히도 이들은 비교적 비완충성이고 네킹에 잘 견디기 때문에 비탄성 멜트블로운 섬유의 고 엉킴 망사 조직은 신장력에 대한 반응이 불량하고 인열되는 경향이 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 멜트블로운 섬유웹을 가열하고, 가열된 재료를 네킹시킨 후 냉각시킴으로써 멜트블로운 섬유웹의 목적하는 차단 특성을 희생시킴 없이 유용한 수준의 신장성과 회복성이 제공될 수 있다. 일반적으로 말하면, 본 발명의 방법은 정수두를 감소시키거나 차단 직물의 다공도를 크게 증가시키는 인열을 생성하지 않는다. 전형적으로 공정 전과 후 엉킨 섬유 구조의 직물 내 공극 크기 분포의 측정 결과 별다른 변화가 나타나지 않았다. 가열 없이 고 수준의 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물을 제조하려는 시도는 성공하지 못했다. 실시예 부분에 기재한 바와 같이 윤활제로서 제공된 광유, 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 물로 포화시킨 멜트블로운 섬유의 부직웹은 가열없이 단지 대조용 시료 정도로만 네킹될 수 있다. 이런 재료 및 대조용 시료는 보다 고 수준의 인장력이 가해졌을 때는 더 이상 네킹되지 않고 인열된다.

따라서, 본 발명의 신장성 차단 직물은 적어도 처리 전 나타냈던 차단 직물 만큼의 차단 특성을 제공한다. 바람직하기로는, 본 발명의 차단 직물은 약 20 cm 이상의 정수두와 약 10 % 이상의 신장 능력을 조합하고 있으며 10 % 신장시킬 경우 약 50 % 이상 회복된다. 예를 들면 본 발명 웹의 차단 직물은 약 25 cm 이상의 정수두 및 약 15 % 내지 약 60 %의 신장 능력을 가질 수 있고 60 % 신장되었을 경우 약 50 % 이상 회복될 수 있다. 법으로 및(또는) 추가로, 본 발명의 차단 직물은 약 1.5 μ 내지 약 10 μ 초과의 평균 직경 범위를 갖는 입자에 대해 약 96 % 이상의 입자 저항 효율로 나타내는 입자성 물질의 침투에 대한 저항과 함께 적어도 상기 수준의 신장성 및 회복성을 제공한다. 예를 들면 신장성 차단 직물은 약 1.5 μ 내지 약 7 μ 범위의 평균 직경을 갖는 입자에 대해 약 98 %의 입자 저항 효율을 가질 수 있다. 또한, 신장성 차단 직물은 약 0.1 μ 초과의 평균 직경을 갖는 입자에 대해 약 40 % 이상의 입자 저항 효율을 가질 수 있다. 예를 들면, 차단 직물은 약 0.09 내지 약 1 μ 범위의 평균 직경을 갖는 입자에 대해 약 40 %이상의 입자 저항 효율을 가질 수 있다.추가예로서 신장성 차단 직물은 약 0.1 μ을 초과하는 평균 직경을 갖는 입자에 대해 약 50 % 이상의 입자 저항 효율을 가질 수 있다. 예를 들면, 신장성 차단 직물은 약 0.3 내지 약 1 μ 범위의 평균 직경을 갖는 입자에 대해 약 50 % 이상의 입자 저항 효율을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 차단 직물은 약 0.83 ㎥/초/㎥(15 ft³/분/ft³(CFM/ft²))을 초과하는 다공도를 가질 수 있다. 예를 들면, 차단 직물은 약 1.65 내지 약 5.5 ㎥/초/㎡(30 내지 약 100 CFM/ft²)의 범위의 다공도를 가질 수 있다. 다른 예로서, 차단 직물은 약 2.48 내지 약 4.95 ㎥/초/㎡(약 45 내지 약 90 CFM/ft²) 범위의 다공도를 가질 수 있다.

바람직하기로는 차단 직물은 약 6 내지 약 400 g/㎡의 기초 중량을 갖는다· 예를 들면, 기초 중량은 약 10 내지 약 150 g/㎡의 범위일 수 있다. 다른 예로서, 기초 중량은 약 20 내지 약 90 g/㎡ 의 범위일 수 있다. 일반적으로 차단성은 기초 중량을 증가시킴으로써 개선된다. 종래에는, 충분한 차단성을 유지하면서 만족스러운 수준의 파괴 직전 인성 및 신장성을 제공하기 위해 보다 고 중량의 기초 중량이 필요하였다. 본 발명의 차단 직물은 비교적 저 기초 중량(예, 약 10 gsm 내지 약 30 gsm)에서 만족스러운 차단을 제공한다. 이는 부분적으로는 경중량 차단 재료에 공통적인 인열의 가능성을 감소시키고 차단성을 파괴시키는 직물의 가요성 및 유연성에 기인한다. 따라서, 본 발명은 경중량 부직 차단 직물이 보다 효을적으로 사용될 수 있다는 또다른 이유 때문에 경제적이고 효율적인 차단 직물을 제공한다.

또한 본 발명의 차단 직물은 적어도 1층의 다른 재료와 접합하여 다층 라미네이트를 형성할 수 있다. 다른 층의 재료로는 예를 들면 직포, 니트 직물, 본디드 카디드 웹, 연속 필라멘트 웹, 멜트블로운 섬유 웹 및 이들의 조합이 있을 수 있다. 바람직하기로는 다른 재료는 신장성 차단 직물과 동일한 정도의 신장성 및 회복성을 갖는다. 예를 들면, 차단 직물이 약 25 % 이하로 신장될 수 있고, 25 % 신장될 때 약 85 % 회복되는 경우, 다른 층의 재료는 약 25 % 이하로 신장되도록 제조되어야 한다.

제2도 내지 제9도는 본 발명에 따라 처리되지 않은 멜트볼로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹의 주사 전자 현미경 사진이다. 제2도 및 제3도에 도시된 직물은 통상적인 멜트블로잉 공정 장치를 사용하여 형성된 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 51 gsm 부직웹이다.

더욱 구체적으로, 제2도 및 제3도는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹의 50배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제4도 및 제5도는 제2도 및 제3도에 도시된 재료의 일부분의 500배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제6도는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹의 1500배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제7도는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹의 5000배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제8도는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부집웹의 5000배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제9도는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹의 1000배(선형 확대) 현미경 사진이다.

제10도 내지 제17도는 본 발명의 예시적인 신장성 차단 직물의 주사 전자 현미경 사진이다. 제10도 내지 제17도에 도시된 직물은 통상적인 맬트불로잉 공정 장치를 사용하여 형성된 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 방 51 gsm 부직웹으로 제조되었다. 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹을 총 약 10초의 접촉 시간 동안 약 110 ℃로 가열된 일련의 부직웹용 스팀 캔에 통과시키고, 인장혁을 가하여 가열된 부직웹을 약 30 %(즉, 약 30%의 네킹다운율) 네킹시키고, 네킹된 부직웹을 냉각시킴으로써 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹에 그의 차단성을 저하시킴없이 신장성과 회복성이 제공되었다.

더욱 구체적으로, 제10도 및 제11도는 멜트볼로운 폴리프로필렌 섬유로 된 신장성 차단 직물의 50배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제2도와 제3도를 비교할 경우 신장성 차단 직물의 멜트볼로운 섬유는 무작위 배열이 휄씬 적고 사진의 폭을 가로질러 배향된 것으로 나타난다.

제12도 및 제13도는 제10도 및 제11도에 도시된 재료의 일부분의 500배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제14도 내지 제17도는 제11도와 제12도에 도시된 재료의 상이한 부분의 현미경 사진이다. 특히, 제14도는 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물의 1500배(선형 학대) 현미경 사진이다. 제15도는 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물의 500배(선경 확대) 현미경 사진이다. 제16도는 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물의 1000배(선형 확대) 현미경 사진이다. 제17도는 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물의 5000배(선령 확대) 현미경 사진이다.

제5도 내지 제9도에 도시된 멜트블로운 프로필렌 섬유들을 비고할 경우, 제14도 내지 제17도에 도시된 용융 폴리프로필렌 섬유는 섬유 직경이 주위의 다른 부분의 직경보다 작은 소직경 부분을 갖는다. 가열된 섬유에 인장력이 가해지는 동안 멜트볼로운 폴리프로필렌 섬유는 실제로 연신되거나 연장된다는 것으로 나타난다. 본 발명의 발명자들이 특정 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유 상의 연신 부분의 존재는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유가 폴리프로필렌의 α-전이 온도를 초과하는 온도 내지 5 %의 액체 분율에서의 용융 개시온도보다 약 10 % 낮은 온도의 범위로 가열시키고, 이어서 신장시키고 냉각시켜 이와같은 섬유로 된 부직웹이 신장성과 회복성을 갖도록 제조됨을 나타내는 것으로 여겨 진다.

[실시예 1]

어느 조건이 다소량의 네킹을 생성하는가를 보기 위해 특정 환경 조건하에 유지시킨 시료 차단 직물에 인장력을 가하여 네킹시켰다 저 수준의 네킹에서의 파괴 및 (또는) 인열은 차단성의 손실을 나타냈다. 모든 시료를 동일 환경의 챔버내에서 동일 장치로 시험하였다. 하기 상이한 조건에서 시험하였다.

1. “그대로-실온”은 시료에 임의의 첨가제를 가하지 않고 실온(약 21 ℃(70 ℉))에서 수행된 시험을 말한다.

2. “그대로-90 ℃”는 시료를 90 ℃로 조정한 환경 챔버에서 시험한 것을 제외하고 조건 1과 동일하다.

3.“그대로-130 ℃”는 시료를 130 ℃로 조정한 환경 챔버에서 시험한 것을 제외하고 조건 1과 동일하다.

4. “광유-실온”은 광유로 포화시키고 종이 타월 상애 두드려 건조시킨 시료로 실온에서 수행한 시험을 말한다.

5. “광유-130℃”"는 시료를 130 ℃로 조정한 환경 챔버에서 시험한 것을 제외하고 조건 4과 동일하다.

6.“Teflon코팅-실온”은 폴리테트라플루오로에틸렌의 원료로서 Scotchguard로 처리한 시료로 실온에서 수행한 시험을 말한다.

7. “수포화-실온”은 소량의 Aerosol OT 75 습윤제를 함유하는 수돗물로 포화시킨 시료로 실온에서 수행한 시험을 말한다.

다음 두가지 유형의 부직 차단 직물을 사용하였다.

(1) 약 34 gsm(평방 미터방 그람수)의 기초 중량을 갖는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 결합 부직웹 및 (2) 약 51 gsm의 기초 중량을 갖는 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 비결합 부직웹.

약 7.62 cm X 15.24 cm(약 3인치 X 6인치) 시료의 종방향 (MD)에 평행하게 연장된 15.24 cm(6인치 길이)의 시료를 인스트론 모델 1122 유니버설 테스트 인스트루먼트(Instron Model 1122 Universal Test Instrument)의 7.62 cm X 2.54 cm(3인치 X 1인치) 조(jaws)(즉, 각각의 조는 7.62 cm(폭) X 2.54 cm(높이)이었다)에 충진시켰다. 시험동안 이 조들은 인스트론 모델 3111 시리즈 808 환경 챔버(문에 창이 있음)로 둘러쌓여 있으며, 그럼으로써 시료의 환경(온도)은 조절될 수 있다. 환경 챔버를 바람직한 온도로 미리 조정하고 평형이 되게 하였다. 정확한 온도 확인을 위해 은도계를 사용하였다.

조 층진후, 시료를 챔버 내에서 3분 이상 체류시켜 시료를 가온시키고, 챔버를 다시 평형에 도달하게 하였다.

시료가 챔버의 창을 통해 보일 수 있는 위치로 비데오 카메라를 이동시켰다. 카메라 렌즈로부터 시료까지의 거리는 약 30.48 cm(12 인치)이었다. 매크로 렌즈를 사용하여 렌즈의 촛점을 맞추어 시료를 확대시켰다. 인스트론(Instron) 크로스헤드가 출발하기 전 카메라 작동을 개시하고 약 5초 동안 작동시켜 인장력 0에서 읽은 시료 폭 값을 카메라에 담는다. 각각의 시료에 대해 다음 인스트론 측정 항목, 즉, (1) 피크 부하, 피크 연신율 및 피크 총 흡수 에너지, 및 (2) 파괴부하, 파괴 연신을 및 파괴점에서의 총 흡수 에너지를 측정하였다. 인장 시험은 연방 시험법 표준 제191A호의 방법 5100에 따라 인스트론 시험 장치를 사용하여 수행하였다. 시료 게이지의 길이는 7.62 cm(3인치)로 조정하였고 크로스헤드의 속도는 0.51 cm/초(12인치/분)으로 조정하였다.

동결 프레임 테이프 플레이어 상에서 비데오 카메라 테이프를 재생시켰다.

관찰 스크린에서 시료 폭을 직접 측정할 수 있도록 동결 프레임 피쳐(feature)를 사용하였다. 측정은 비신장된 시료(즉, 인스트론 시험 장치를 작동 개시전)의 테이프를 관찰하여 수행하였다. 시료가 파괴되는 지점까지 테이프를 돌리고 이어서 시료 파괴 직전 지점까지 몇 프레임을 되돌렸다. 최소 시료 폭을 관찰 스크린으로 직접 측정하였다.

인장 특성과 관련하여 부하는 시료를 연신시키는 동안 조우되는 힘 또는 저항을 의미한다. 피크 부하는 시료를 연장시킬 경우 조우되는 최대 부하를 의미한다. 파괴 부하는 시료의 파괴 또는 파손점에서 조우되는 부하를 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 7.62 cm(3인치)(폭) X 15.24 cm(6인치)(길이)의 시료에 대한 측정에 있어서 부하는 힘의 단위(예, pornd_force)로 나타낸다.

총 흡수 에너지는 응력 대 변형력(즉, 부하 대 연신)하에서 특정 부하에 만곡되는 총 면적을 의미한다. 흡수된 총 에너지는 피크 또는 최대 부하점까지 만곡되는 총 면적이다. 파괴 점에서 흡수되는 총 에너지는 시료의 파괴 또는 파손점에서의 부하에 만곡되는 총 면적이다. 흡수되는 총 에너지는 예를 들면 0.18 X 10⁶cm dyne/cm(in. ℓbs_force/in.²)등의 일/ (길이 )²의 단위로 표시한다.

연신율 또는 신장율은 부직웹의 최초 비연장된 측정치(예, 길이)와 특정 크기로 연장된 측정치 사이와 차를 측정하고 그 차를 부직웹의 최초 비연장된 측정치로 나누기 함으로써 측정된 비율을 의미한다. 이 값은 연신율을 %로 표시할 경우 100 %를 곱하기 한다. 피크 연신율은 재료가 그의 피크 부하로 신장되었을 때 측정된 연신율이다. 파괴 연신율은 재료가 파괴 또는 파손점까지 연신되었을 때 측정된 연신율이다.

상기 상이한 조건하에서 시험하여 얻은 데이타를 표 1-5애 기재한다. 표 1은 결합 재료(즉, 멜트블로운 프로필렌 섬유의 패턴 결합 부직웹 - 기초 중량 34 gsm)의 “네킹다운”성을 제공하고 있다. 표 2는 결합 재료에 대한 인장 시험 데이타의 요약이다. 표 3은 비결합 재료(즉, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유의 부직웹- 기초 중량 51 gsm)의 네킹다운성온 기재하고 있다. 표 4는 비결합 재료의 인장시험 데이타의 요약이다. 표 5는 30 ℃, 55 ℃, 82 ℃, 95 ℃, 105 ℃, 130 ℃및 150 ℃의 온도에서 수행된 시험 동안 측정된 비결합 재료(즉, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유의 부직웹 - 기초 중량 51 gsm)의 인장성의 요약을 제공하고 있다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

본 발명의 발명자들은 시료가 인장력을 가하기 전 첨가제 사용 또는 사용없이 거의 모든 측정 변수들에 현저한 효과를 갖는다는 것을 발견하였다. 일반적으로 말하자면, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹에 의해 흡수된 피크 총에너지가 실온에서 맬트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹에 의해 흡수된 양을 약 250 % 이상 초과하는 온도까지 폴리프로필렌 섬유의 부직웹을 가열시키고, 가열된 부직웹을 네킹시키기 위해 인장력을 가하고, 네킹된 부직웹을 냉각시킴으로써 차단 직물(즉, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹)에 차단성을 저하시킴 없이 신장성 및 회복성을 제공할 수 있음을 발견하였다. 부직웹에 의해 흡수된 피크 총 에너지가 실온에서 부직웹에 의해 흡수된 양을 약 275 % 이상 초과하는 온도까지 멜트블로온 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹을 가열시키는 것이 바람직한 것으로 밝혀겼다. 예를 들면, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹은 이 부직웹에 의해 흡수된 피크 총 에너지가 실온에서 부직웹에 의해 흡수된 양을 약 300 %내지 약 1000 % 이상 초과하는 온도까지 가열될 수 있다.

가열은 피크 연신율(인성 또는 TEA를 증가시키기에 충분한 만큼 증가시킴)

및 네킹다운을 현저히 증가시켰지만 피크 부하는 현저히 감소시켰다. 보다 고온에서는 시료의 증가된 인성이 감소된 공정 감수성을 나타냈다. 웹이 승온에서 훨씬 더 용이하기는 하지만 실온에서 웹을 파괴시키는 데는 단지 소량의 초과 에너지가 필요하다. 가열의 효과는 멜트블로운 폴리프로필렌으로 된 비결합 부직웹에 대한 표 5에 기재된 시험 데이타로 부터 그려진, 온도 대 피크 부하에서 흡수된 총 에너지의 그래프인 제18도로 부터 입증된다 제18도에서 폴리프로필렌의 융점(즉, 165 ℃)으로 가열시킨 멜트블로운 폴리프로필렌으로 된 부직웹은 측정 가능한 피크 총 흡수 에너지 값이 없을 것으로 추정된다.

일반적으로 말하자면, 피크 총 흡수 에너지가 증가되는(즉, 인성이 증가되는) 은도 범위는 폴리프로필렌의 α-전이 온도를 초과하는 온도 내지 5 % 액체 분율에서 폴리프로필렌의 용응 개시 온도 보다 약 10 % 낮은 온도의 범위의 온도에 거의 일치하는 것으로 여겨진다.

시료의 연신 또는 인발의 점감 복귀가 네킹다운의 양을 증가시킴을 나타내는피크 연신율 및 네킹다운율 사이의 상호 관계가 나타나고 있다.

섬유(예를 들면, TeflonScotchguard의 형태의 폴리테트라플루오로에틸렌)) 또는 웹에 가해지고, 섬유를 원활하게 하여 중간 섬유의 마찰을 줄이는 첨가제(예를 들면, 광유)는 피크 부하를 약 30 % 줄이는 반면 결합 시료의 피크 연신율을 약 10 %증가시키는 것을 발견하였다. 네킹다운율은 별다른 영향을 받지 않았다. 결합 시료를 계면활성제로 포화시키는 것은 본질적으로 임의의 특성에 영향을 미치지 않았다.

[실시예 2]

대조용 시료 및 신장성 멜트블로운 차단 직물에 대한 특정 물성을 측정하였다. 대조용 차단 직물은 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 비결합 부직웹 51gsm이었다. 재료를 110 ℃(230 ℉)로 가열하고 이어서 약 30 % 네킹다운시켜 신장성 차단 직물을 제조하였다.

컵 파쇄 시험 측정을 수행하여 시료의 가요성을 측정하였다. 컵 파쇄 시험은 컵형 직물의 균일한 변형을 유지하기 위해 약 6.5 cm 직경의 실린더로 컵형 직물을 감싼 체 4.5 cm 직경의 반구형 푸트(foot)로 22.86 cm x 22.86 cm (9 in x 9 in)의 직물조각을 눌러뭉개어 약 6.5 cm (직경) x 6.5 cm (높이)의 뒤집은 컵 형태로 모양을 잡는데 필요한 피크 하중을 측정함으로써 직물의 강도를 시험하였다.

푸트 및 컵은 피크 부하에 영향을 미칠 수 있는 컵벽과 푸트 사이의 접촉이 방지되게 배열된다. 피크 부하는 미합중국 뉴저지주 텐사우켄 소재의 새비츠사(Schaevitz Company) 제품인 모델 FTD-G-500 부하 셀(500 g 범위)을 사용하여 약 0.635 cm(0.25 in)/초 (38.1 cm (15 in)/분)의 속도로 강하시키면서 측정하였다.

각각의 시료의 기초 중량은 연방 시험 방법 표준 제191A호의 방법 5041에 따라서 본질적으로 측정하였다.

프래이지어 프레시젼 인스트루먼트사(Frazier Precision Instrument Company)에 의해 시판중인 프레이지어(Frazier) 공기 투과성 시험기를 사용하여 시료의 크기가 17.78 × 17.78 cm(7" x 7") 대신에 20.32 cm x 20.32 cm(8" x 8")인 것을 제외한 연방 시험표 제191A호 방법 5450에 따라서 다공도를 측정하였다.

다공도는 용적단위/시간단위/면적단위, 예를 들면 ft³/분/ft²또는 CFM/ft²(0.055㎡/초/㎡)로 나타낼 수 있다.

차단 직물의 공극의 유효 등가 직경을 측정하였다. 공극 크기는 영국 루톤소재의 콜터 일렉트로닉스 리미티드(Coulter Electronics Limited)에 의해 시판중인 콜터(Coulter) 공극 측정기 및 Coulter POROFIL^TM시험액을 사용하여 액 이동 기술에 의해 공극 크기를 측정하였다. 시료를 매우 작은 표면 장력을 갖는 액(즉, Coulter POROFIL^TM)으로 습윤시켜 평균 유동 공극 크기론 측정하였다. 시료의 한쪽 측면에 공기 압력을 가하였다. 실제로, 공기 압력이 증가함에 따라, 가장 큰 공극 내 유체의 모관 인력이 상쇄되었고, 액체를 강제로 밀어내어 공기가 시료를 통과하게 했다. 공기 압력이 추가로 증가함에 따라, 점진적으로 보다 작은 공극이 투명해진다. 습윤 시료에 있어서 유동 대 압력의 관계를 정립할 수 있으며 건조 시료의 결과와 비교할 수 있다. 평균 유동 공극 크기는 건조 시료 유동의 50 %를 나타내는 곡선과 습윤 시료 유동 대 압력을 나타내는 곡선이 교차하는 점에서 측정된다. 특정 압력에서 개방되는 공극의 직경(즉, 평균 유동 공극크기)은 다음 식으로 부터 측정할 수 있다.

공극 직경(μ) = 40 r/압력

식 중, τ = mN/M 의 단위로 표시되는 유체의 표면 장력이고 압력은 mbar로 표시되는 인가된 압력이고, 시료를 습윤시키는데 사용한 액체의 매우 낮은 표면장력을 통해 액채의 시료에 대한 접촉각이 약 0임을 추정할 수 있다.

입자 저항 효율은 미합중국 미시간주 그래스 레이크 소재의 인터베이직 레소시스, 인크.(InterBasid Resources, Inc. )사 제품으로 IBR 시험법 제E-217호, Revision G(1971. 1 15. )에 따라 측정하였다. 1회 통과 챌린지 시험을 통해 순수 공기 내 현탁된 건조 입자의 공기 필터 체류를 시험하였다. 오염물의 진한 현탁액을 시료로 직행하는 공급 기류에 주입시켰다. 시험 필터의 상류와 하류 모두에서 입자 크기 분포를 측정하였다. 세립급(0.09내지 1.0 μ) 및 조립급(1.5 내지 >10.0 μ)의 건조 오염물을 제너럴 모터스사(General Meters Corporation)의 A.C Spark Plug Division으로 부터 입수하였다. 퍼시픽 사이언티픽사(Pacific Scientific Company)의 HIAC/Royco과에 의해 시판중인 HIAC/Royco 5109 Particle Counting System을 사용하여 세립급 입자의 입도 분포를 측정하였다. 퍼시픽 사이언티픽사의 HIAC/Roco과에 의해 시판증인 HIAC/Royco LD 400 Sensor. S/N 9002-020을 사용하여 조립급 입자의 입도 크기 분포를 측정하였다. 약 90 mm의 직경을 갖는 원형 시료를 릉해 1887.8 및 3775.6 cm/초 (4 및 8 ft³/분)의 기류하에 실온에서 시험을 수행하였다

대조용 차단 직물 및 신장성 차단 직물의 일반적인 특성을 표 5에 기재하였다. 표 6 및 표 7은 대조용 차단 재료와 신장성 차단 재료의 입자 차단 시험 결과를 포함하고 있다. 일반적으로 말하자면, 신장성 및 회복성을 갖는 차단 재료는 적어도 대조용 차단 재료만큼 유효한 입자 차단 특성을 가졌다.

[표 6]

[표 7]

[표 8]

[실시예 3]

멜트블로운 및 멜트블로운 함유 라미네이트를 약 110 ℃(230 ℉)로 가열시켰다. 30 %의 폭 감소가 관찰될 때까지(즉, 30 %의 네킹다운이 관찰될 때까지) 재료의 종 방향으로 인장력를 가하였다. 네킹다운 상태를 유지하면서 재료를 냉각시켰다. 생성된 재료는 횡방향(즉, 종방향에 수직)에서 신장 및 회복성을 가졌다. 10.16 cm x 15.24 cm (4인치 x 6인치)의 시료로부터 재료의 신장성 및 회복성을 측정하였다. 15.24 cm(6인치) 크기는 횡방향이었고, 10.16 cm(4인치) 크기는 종방향이 었다.

인스트론 모델 1122 유니버설 테스트 인스트루먼트의 조(jaws)에 재료를 올려놀고 횡방향으로 재료를 잡아당겼다. (15.24 cm(6인치) 길이). 게이지 길이를 7.62 cm(3인치)로 조정하고, 재료 상의 조의 위치를 선을 그어 표시했다.

특정 신장율에 해당하는 재료의 특정 거리를 연장시키기 위해 인스트론을 조정하였다.

0.76 cm(0.3″) = 최초 조 간격의 10 %, 또는 10 % 신장율,

1.52 cm(0.6″) = 최초 조 간격의 20 %, 또는 20 % 신장율,

2.29 cm(0.9″) = 최초 조 간격의 30 %, 또는 30 % 신장율,

3.48 cm(1.2″) = 최초 조 간격의 40 %, 또는 40 % 신장율,

3.81 cm(1.5″) = 최초 조 간격의 50 %, 또는 50 % 신장율,

4.57 cm(1.8″) = 최초 조 간격의 60 %, 또는 60 %신장율,

5.33 cm(2.1″) = 최초 조 간격의 70 %, 또는 70 %신장율,

6.10 cm(2.4″) = 최초 조 간격의 80 %, 또는 8O %신장율,

6.86 cm(2.7″) = 최초 조 간격의 90 %, 또는 90 %신장율,

7.62 cm(3.0″) = 최초 조 간격의 100 %, 또는 100 % 신장율.

상이한 재료의 시료를 각각의 특정 거리로 연장시킨 후 즉시 이완시키고 조로부터 제거하였다.

표 9는 신장성 및 회복성을 갖도록 처리된 부직 라미네이트의 신장성 및 회복성 시험의 결과를 기재하고 있다. 신장성 차단 직물은 18 gsm 부직 멜트블로운 섬유 차단 직물을 샌드위치시킨 2층의 l8 gsm 스펀본디드 웹으로 이루어졌다. 재료는 약 54 gsm의 총 기초 중량을 가졌다. 약 3 내지 약 4 중량 %의 에틸렌 공단량체 및 약 96 내지 약 97중량 %의 프로필렌을 함유하는 압출성 랜덤 공중합체로부터 특정 라미네이트의 스펀본디드 및 멜트블로운 직물을 형성시켰다.

몇몇 시료를 최대 신장 길이까지 잡아 당기고 제거하기전까지 인스트론 조에서 3회 이완시켜 회복성을 계산하였다. 이 회복성 값을“3회 반복 후의 회복성”으로 기록하였다. 표 10은 신장성 및 회복성을 갖도록 처리된 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유의 비결합 51 gsm 부직웹의 신장성 및 회복성 시험 결과를 기재하고 있다. 표 11은 신장성 및 회복성을 갖도록 처리된 부직 라미네이트의 신장성 및 회복성 시험 결과를 기재하고 있다. 신장성 차단 직물은 6.8 gsm부직 멜트볼로운 섬유 차단 직물을 샌드위치시킨 2층의 13.6 gsm 스펀본디드 웹으로 이루어져 있다. 재료는 약34 gsm의 총 기본중량을 가졌다. 약 3 내지 약 4 중량%의 에틸렌 공단량체 및 약 96 내지 97 중량 %의 프로필렌을 함유하는 압출성 랜덤 공중합체로부터 특정 라미네이트의 스펀본디드 및 멜트블로운 직물은 형성시켰다.

[표 9]

[표 10]

[표 11]

또한, 본 발명은 상기 신장성 차단 직물로부터 제조된 일회용 보호 의복에 관한 것이다. 일반적으로 말하자면, 의복은 실질적으로 또는 전체적으로 신장성 차단 재료로 이루어질 수 있다. 신장성 및 회복성을 갖는 본 발명의 일회용 보호 의복은 예를 들면 수술용 가운, 작업복 및 기저귀와 같은 보호 의복으로서 사용하기에 적합하다. 차단 직물이 일방향 신장성(즉, 일반적으로 한 방향으로 신장 및 회복시키는 능력)을 갖는 본 발명의 실시태양은 이러한 재료로 제조된 의복이 용이한 도닝(donning)에 대한 크기 안정성을 가지나 착용자의 편안함을 증가시키는 신장성 및 회복성을 제공하기 때문에 상기와 같은 용도에 특히 적합하다. 또한, 신장성 차단 직물의 유연성 및 일체성은 꼭 맞는 보호 의복을 제공하며, 특히 연장된 기간 동안 착용한 후에도 최소 배깅(bagging) 및 텐팅(tenting)을 가지면서 활동하는 동안 적은 소음을 생성한다.

대부분의 용도에서, 약 10 % 이상 신장되고 실질적으로 본래의 크기로 회복되도록 제조된 재료가 적당하다. 예를 들면, 약 13 내지 20 % 신장하도륵 제조된 재료는 작업복 및 가운으로 사용할 수 있다. 일부 용도에서는, 15 %를 훨씬 초과하는 신장 수준을 갖는 차단 직물, 예를 들면 35 % 이상 신장될 수 있는 차단 직물을 사용 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일회용 보호 의류는 상이한 정도의 신장성 및 회복성을 가질 수 있는 차단 직물의 절편, 패널 또는 조각을 포함하는 것이 좋을 것으로 여겨진다. 예를 들면 일회용 보호 의복은 약 15 % 신장하도록 제조된 차단 직물의 몸체부를 포함할 수 있고 또한 15 %를 훨씬 초과(예, 약 50 % 이상)하여 신장하도록 제조된 부착된 차단 직물로 된 소매부를 포함할 수 있다. 또한, 소매부 또는 다른 부분(예, 의복의 다리부, 어깨부 또는 등 부분)은 원하는 팔꿈치, 무릎, 어깨, 가랑이 및 다른 부위 근처의 의복 영역에 훨씬 더 큰 일체성을 제공하는 매우 고수준의 신장성 및 회복성을 갖는 차단 직물의 절편을 포함하는 것이 좋을 것으로 여겨진다.

본 발명의 한 가지 특징으로는 차단 직물의 신장성 및 회복성이 불균일 할 수 있다는 것이다. 이 불균일성은 고의적이거나 공정 장치의 제한에 의해 유발될 수 있다. 예를 들면, 차단 직물의 부분은 약 5 내지 약 15 % 더 신장될 수 있고(있거나) 동일 재료의 다른 부분 보다 약 15 % 적게 회복될 수 있다. 본 발명의 일회용 보호 의복의 제조에 사용될 수 있는 전형적인 네킹성 차단 직물은 신장성 및 회복성을 갖는 적어도 1층의 부직웹 멜트블로운 섬유(멜트블로운 미세 섬유 포함)을 1종 이상의 스펀본디드 연속 필라멘트 웹과 결합시켜 제조된 부직 라미네이트 직물이다. 스펀본디드 웹으로 된 제1 외층, 멜트블로운 섬유 웹으로 된 중앙 층 및 스펀본디드 웹으로 된 제2 외층을 갖는 전형적인 3층 섬유는“SMS”라 약칭할 수 있다 이와 같은 직물은 미합중국 특허 제4,041,203호, 동 제4,374,888호 및 동제 4,753,843호에 기재되어 있으며 관련 내용은 본 명세서에 참고로 인용되었다. 이들 특허는 본 발명의 양수인인 킴벌리-클라크 코포레이션에 양도되었다.

액체에 대한 저항을 개선시키고 정전기를 줄이기 위해 재료는 이. 아이. 듀폰 디 네모아(E. I. Du Pont De Nemours)사에 의해 시판 중인 Zepel및 ZelecK-C로 처리할 수 있다.

제19도는 착용자의 몸에 잘 맞고 신장성 차단 직물로 제조된 본 발명의 전형적인 일회용 수출용 가운(80)을 도시하고 있다. 이와 같은 가운의 제조는 공지된 자동, 반자동 또는 수동 조립법에 따라 수행될 수 있다. 예로서는 본 명세서에 참고로 인용되고 본 발명의 양수인 에게 양도된 미합중국 특허 제3,570,012호에 기재되어 있다. 도시된 바와 같이 가운(80)은 소매(82), 소맷부리(84), 폐쇄 수단(88)을 함유한 목 개구(86), 중첩 후면 패널 및 가운 폐쇄용 벨트(90)을 포함하고 있다. 소매(82)는 신장성 차단 직물의 신장 방향이 소매(82)의 운동 방향 (즉, 길이)에 평행하거나 교차하도록 배향될 수 있다. 각각의 배열은 특정의 잇점을 제공하다. 예를 들면, 소매(82)의 신장 방향이 운동 방향(즉, 길이)에 교차하도록 배향될 경우, 소매의 크기 안정성은 패쇄 장갑 착용 과정에 특히 적합하다.

상기 재료는 착용자의 신체에 잘 맞도록 제조된 일회용 기저귀 및 일회용 실금 용품과 같은 일회용 개인 위생 용품의 제조시에 사용하기 적합하다. 이 재료는 특히 편안하고, 편하면서도 기저귀 안에 액체를 보유하는 일회용 기저귀의 외층으로서 적합하다.

제20도는 라이너(94), 흡수성 매질(96) 및 배킹 재료(98)을 포함한 전형적인 기저귀 또는 실금 용품(92)를 개략적으로 도시하고 있다. 바람직하기로는 배킹 재료(98)은 상기한 바와 같은 신장성 차단 직물이며 착용자의 신체에 적합하도록 제조되었다. 전형적인 일회용 기저귀 및 실금 용품은 본 발명의 양수인 에게 양도되고 본 명세서에서 참고로 인용된 미합중국 특허 제3,520,303호, 동제 4,701,171호, 동제 4,747,846호 및 동제4,756,709호에 설명되어 있다.

제21도는 착용자의 신체에 적합하도록 제조된 본 발명의 전형적인 일회용 보호 작업복(100)을 도시하고 있다. 작업복(100)은 좌측 몸체부(104) 및 좌측 다리부를 포함한 좌측 패널(102)를 함유하고 있다. 이 작업복은 접합선(110)에 의해 좌측 패널(102)에 적합된 좌측 소매부를 함유하고 있다. 또한, 이 작업복은 우측 몸체부(114)와 우측 다리부(116)을 포함한 우측 패널(112)를 함유한다. 작업복은 접합선(120)에 의해 우측 패널(112)에 접합된 우측 소매부(118)을 함유하고 있다 좌측 패널(102)와 우측 패널은 지퍼 닫기(122) 및 접합선(124)에 의해 접합된다. 깃(126)은 접합선(128)에 의해 부착되어 있다. 바람직하기로는, 좌측 패널(102)와 우측 패널(112)는 접합선(130)이 상반부(132)와 하반부(134)를 접합시키도록 제조된다. 상반부(132)에서 차단 직물의 신장 방향은 화살표로 표시된 방향에 해당한다. 하반부(134)에서 차단 직물의 신장 방향은 화살표로 표시된 방향에 해당한다. 유사하게, 소매부(108)과 (118)의 바람직한 신장 방향은 화살표로 표시된 방향에 해당한다. 다른 구조가 예상될 수 있으나 다른 가능한 구조의 다양한 접합선 및 패널은 도시하지 않았다. 전형적인 작업복은 본 발명의 양수인 에게 양도되고 참고로 본 명세서에 인용된 미합중국 특허 제4,670,913호에 설명되어 있다.

전술한 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시태양에 관한 것이며, 이하 특허 청구의 범위에서 한정되는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 변형 또는별법이 있을 수 있다.

Claims

비엘라스토머 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유로 된 부직웹을 이 웹에 의해 흡수되는 피크 총 에너지가 실온에서 웹에 의해 흡수되는 양을 250 % 이상 초과하는 온도까지 가열시키고, 가열된 부직웹을 네킹시키기 위해 인장력을 가하고, 네킹된 부직웹을 냉각시키는 것으로 이루어진, 신장성 부직 차단 직물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군으로 부터 선택되는 중합체로 이루어진 것인 방법.
제2항에 있어서, 폴리올레핀이 1종 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 방법.
제3항에 있어서, 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유가 멜트블로운 폴리올레핀 섬유로 이루어지고, 이와 같은 섬유로 된 부직웹이 중합체의 α-전이 온도를 초과하는 온도 내지 5 % 액체 분율에서의 용융 개시 온도 보다 10 % 낮은 온도의 범위의 온도까지 가열되는 방법.
제3항에 있어서, 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유가 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 이루어지고, 이와 같은 섬유로 된 부직웹이 105 내지 145℃범위의 온도까지 가열되는 방법.
제5항에 있어서, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유의 부직웰이 110 내지 140℃ 범위의 온도까지 가열되는 방법.
제5항에 있어서, 멜트블로운 폴리프로필렌 섬유로 된 부직웹이 120 내지 125℃ 범위의 온도까지 가열되는 방법.
제1항에 있어서, 인장력이, 인장력을 가하기 전 부직웹의 폭보다 10% 이상 더 작은 네킹 폭으로 부직웹을 네킹시키기에 충분한 정도인 방법.
제8항에 있어서, 인장력이, 인장력을 가하기 전 부직웹의 폭보다 15% 내지 50 % 더 작은 네킹 폭으로 부직웹을 네킹시키기에 충분한 정도인 방법.
제1항에 있어서, 부직웹이 적외선, 스팀 캔, 마이크로파, 초음파 에너지, 불꽃, 고온 기체, 및 고온 액체에 의해 가열되는 방법.
비엘라스토머 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유로 된 1종 이상의 웹으로 이루어지고, 멜트블로운 섬유로 된 동일한 미처리 부직웹보다 10 % 이상 초과 신장하도록 가열 및 네킹된 것을 특징으로 하는 신장성 부직 차단 직물.
제11항에 있어서, 신장성 차단 직물이 15 % 내지 60 % 신장되고, 60% 신장될 경우 70 % 이상 회복되는 것인 신장성 차단 직물.
제12항에 있어서, 신장성 차단 직물이 20 % 내지 30 % 신장되고, 30% 신장될 경우 75% 이상 회복되는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 직물이 30 cm 이상의 정수두(hydrostatichead)에 의해 측정시 수 침투 내성을 제공하는 것인 신장성 차단 직물.
제14항에 있어서, 정수두가 35 내지 120 cm 범위인 것인 신장성 차단 직물.
제15항에 있어서, 정수두가 40 내지 90 cm 범위인 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 직물이 0.1 μ을 초과하는 평균 직경을 갖는 입자에 대해 40 % 이상의 입자 저항 효율을 제공하는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 직물이 0.1 μ을 초과하는 평균 직경을 갖는 입자에 대해 50 % 이상의 입자 저항 효율을 제공하는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 직물이 1.5 μ을 초과하는 평균 직경을 갖는 입자에 대해 95 % 이상의 입자 저항 효율을 제공하는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 멜트볼로운 섬유가 맬트볼로운 미세 섬유를 포함하는 것인 신장성 차단 직물.
제20항에 있어서, 광학적 상 분석에 의해 측정된 멜트블로운 미세섬유의 50 % 이상이 5 μ 미만의 평균 직경을 갖는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 비엘라스토머 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유가 폴리올레핀, 폴리에스테르 및 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체로 이루어진 것인 신장성 차단 직물.
제22항에 있어서, 폴리올레핀이 1종 이상의 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 비엘라스토머 멜트블로운 열가소성 중합체 섬유로된 부직웹이 방직 섬유, 목재 펄프 섬유, 입자성 물질 및 초흡수성 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 제2 재료를 더 포함하는 것인 신장성 차단 직물.
제11항에 있어서, 부직웹이 6 내지 400g/㎡의 기초 중량을 갖는 것인 신장성 차단 직물.
적어도 1층의 제11항에 기재된 신장성 차단 직물 및 적어도 1층의 다른 재료층으로 이루어진 다층 재료.
제26항에 있어서, 다른 재료층이 직포, 니트 직물, 본디드 카디드 웹, 연속 스펀본드 필라멘트 웹, 멜트블로운 섬유 웹 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 다층 재료.
접합선에 의해 접합된 평면 절편으로 이루어지고, 이 절편 증 하나 이상이 제11항에 기재된 적어도 1층의 신장성 차단 직물로 된 부직 재료로 이루어진 것인 일회용 보호 의복.
제28항에 있어서, 의복이 몸체부 및 그로부터 연장된 소매부와 다리부를 갖는 보호용 작업복이고, 차단 직물의 신장성 밋 회복성이 상기 몸체부, 소매부 또는 다리부 증 적어도 하나의 운동 방향에 평행한 것인 일회용 보호 의복.
제28항에 있어서, 의복이 몸체부와 그로부터 연장된 소매부를 갖는 가운이고, 차단 직물의 신장성 및 회복성이 상기 몸체부 또는 소매부 중 적어도 하나의 운동 방향에 편행한 것인 일회용 보호 의복.
제28항에 있어서, 의복이 몸체부 및 그로부터 연장된 소매부로 이루어진 상부와 다리부로 이루어진 하부로 이루어진 보호복인 일회응 보호 의복.