JP2004263344A - 簡易マスク用不織布及び簡易マスク - Google Patents
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Abstract
【課題】微生物等によって分解する材料であり、且つ、柔軟性を有し、装着時の息苦しさなどの不快感がなく、通気性が大きく、簡易マスクの装着部材の紐にしても破断しない強度を有する簡易マスク用生分解性不織布を提供する。
【解決手段】平均繊維径が７〜４０μｍ、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度が０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、部分熱圧着率が５〜４０％の脂肪族ポリエステル長繊維不織布から主体が構成されており、最大開孔径が１〜１５０μｍであり、通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μのフィルター性能が１５％以上であることを特徴とする簡易マスク用不織布及び該不織布を用いた簡易マスク。
【選択図】 なし
【解決手段】平均繊維径が７〜４０μｍ、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度が０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、部分熱圧着率が５〜４０％の脂肪族ポリエステル長繊維不織布から主体が構成されており、最大開孔径が１〜１５０μｍであり、通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μのフィルター性能が１５％以上であることを特徴とする簡易マスク用不織布及び該不織布を用いた簡易マスク。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、花粉症、病院用、手術用などの簡易マスクに関し、生分解性を有し、簡易マスク用としての適正な柔軟性、装着性、強度、保形性及びフィルター性能性を有し、更に、生分解性が極細繊維で促進された簡易マスク用不織布及び簡易マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
花粉症、病院用、手術用などの簡易マスクが一般に病院などで使用されている。一般のガーゼマスクより微細な粒子の捕集性能に優れた不織布が使用されている。しかし、使用後焼却処理ができない場合は、土中に埋め立てることが必要とされる。この時、埋め立てて、分解する材料が要求されて、生分解性不織布が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、水溶性繊維と生分解性繊維との混合繊維をニードルパンチフエルトにしてから成形加工してなる成形用生分解性不織布が記載されている。しかし、水溶性繊維が水分や水の影響で溶解や変形しやすく、マスクの装着時又は装着中に口紅などが付着し易いなどの問題が生じる。
特許文献２には、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布の生分解性積層不織布が記載されている。しかし、積層不織布の繊維密度が大きく、そのため通気性が悪く、フィルター性能に問題を生じる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８６８６０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１１７１６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、微生物等によって分解する材料であり、且つ、柔軟性を有し、装着時に不織布面がべとつき感がなく、口紅、唾液等が付着し難く、息苦しくない程度の通気性を有するものであり、また、マスクの装着部の紐に使用しても破断しない強度を有するなどの特徴を有する簡易マスク用生分解性不織布を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維径、目付、部分熱圧着率等を特定範囲に限定した脂肪族ポリエステル長繊維不織布によって、強度、柔軟性、通気性、装着性、フィルター性能、及び生分解性の促進などが得られることを見出し本発明に到達した。
即ち、本発明は以下の通りのものである。
（１）平均繊維径が７〜４０μｍ、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度が０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、部分熱圧着率が５〜４０％の脂肪族ポリエステル長繊維不織布を主体として構成されており、最大開孔径が１〜１５０μｍであり、通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が１５％以上であることを特徴とする簡易マスク用不織布。
（２）脂肪族ポリエステル長繊維不織布を２枚以上重ね、部分接合され、最大開孔径が１〜１００μｍであり、通気性が２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が５０％以上であることを特徴とする上記（１）記載の簡易マスク用不織布。
【０００７】
（３）平均繊維径が１〜５μｍ、目付が３〜３０ｇ／ｍ２ の脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の少なくとも一方に前記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を重ね、部分接合され、最大開孔径が１〜５０μｍであり、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が８０％以上であることを特徴とする上記（１）記載の簡易マスク用不織布。
（４）脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の含有量が５〜５０ｗｔ％であることを特徴とする上記（３）記載の簡易マスク用不織布。
（５）脂肪族ポリエステル長繊維不織布が１００℃の加熱温度下で、破断伸度が３０％以上であることを特徴とする上記（１）記載の簡易マスク用不織布。
【０００８】
（６）脂肪族ポリエステルが、Ｄ−乳酸重合体、Ｌ−乳酸重合体と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体、Ｄ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｌ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、または上記重合体から選ばれる二種以上のブレンド体であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の簡易マスク用不織布。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の簡易マスク用不織布を用い、装着部材を取り付けてなることを特徴とする簡易マスク。
（８）装着部材が前記脂肪族ポリエステル長繊維不織布であることを特徴とする上記（７）記載の簡易マスク。
（９）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の簡易マスク用不織布を用い、熱プレス成形で一体成形されていることを特徴とする簡易マスク。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の簡易マスク用不織布は、脂肪族ポリエステル不織布を単層、または複数層重ねたものである。更に、目付、繊維径、繊維密度などの異なる不織布を組み合わせを選択して、フィルター性能などを向上させて用いられる。次いで、熱プレス成形加工ができる一体成形された成形マスク、および、装着部材としての紐に使用することができる強度を有する。
本発明の簡易マスク用不織布は、生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル長繊維不織布から成る。脂肪族ポリエステルとしては、例えば、以下の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００１０】
ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）またはこれらを主たる繰り返し単位要素とする共重合体、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ（β−ポリヒドロキシアルカノエート）及びこれらを構成する繰り返し単位要素とポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレートを構成する繰り返し単位要素との共重合体が挙げられる。
また、グリコールとジカルボン酸との縮重合体からなるポリアルキレンジカルボキシレートとして、例えば、ポリエチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンアジペートまたこれらを構成する繰り返し単位要素とするポリアルキレンジカルボキシレート共重合体が挙げられる。これらの上記生分解性重合体を複数選択しブレンドしたものも適用することができる。特に紡糸性に優れ繊維径の細化が可能であるポリ乳酸系重合体が好適に使用できる。
【００１１】
ポリ乳酸系重合体としては、ポリ（Ｄ−乳酸）と、ポリ（Ｌ−乳酸）と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体と、Ｄ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体あるいはＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体とから選ばれるいずれかの重合体、または上記重合体から選ばれる二種以上のブレンド体が好ましい。中でも特に、融点が１００℃以上である重合体が好適に使用できる。ここで、乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体である場合におけるヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。特にグリコール酸、ヒドロキシカプロン酸が好ましい。
尚、上記のポリ乳酸重合体の分子量には特に制限ないが、分子量が低いと紡糸性が困難で、繊維の強度が低くなる。一方、分子量が高くなると加工性が低下し紡糸が困難となる。
【００１２】
これらの点を考慮すると、例えば、ポリ乳酸重合体の場合好ましい重量平均分子量は、１万〜１００万、より好ましい重量平均分子量は、３万〜５０万である。重合度を高めるためにジイソシアネートやテトラカルボン酸二無水物などが添加される。
また、脂肪族ポリエステルには結晶核剤を添加しても良い。結晶核剤としては、タルク、酸化チタン、炭酸カルシュウム、炭酸マグネシューム、カーボン等が挙げられる。
この結晶核剤は、脂肪族ポリエステルの結晶化を促進され、耐熱性や機械的強度が向上する。また、紡糸したとき、繊維同士の融着を防止できる。
【００１３】
上記の理由により、脂肪族ポリエステル長繊維の結晶化度は、１０〜４０％が好ましい。この結晶化度を得るために、結晶核剤を０．１〜３．０重量％、より好ましくは、０．５〜２．０重量％である。ここでいう結晶化度とは、粉末化した長繊維（不織布）を広角Ｘ線回折パターンにより、ルーランド法で求めたものである。
この結晶化度が１０％未満では、耐熱性や機械的強度が低下する。一方、４０％超えると紡糸性が劣り、柔軟性が不足する。
また、本発明に用いられる脂肪族ポリエステルの中でもポリ乳酸重合体は、可塑剤により可塑化され易いことから適度の風合いと柔軟性を有する長繊維を得るために上記化粧核剤以外に可塑剤を含有させても良い。可塑剤としては、例えば、トリアセチン等の酢酸誘導体、フタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、クエン酸誘導体、オレイン酸誘導体、重合度２〜１０の乳酸オリゴマー等が挙げられる。可塑剤の含有量は、ポリ乳酸重合体に対し、１〜３０ｗｔ％が好ましい、より好ましくは、５〜１５ｗｔ％である。
【００１４】
脂肪族ポリエステルの繊維形態は、特に限定されるものでなく、脂肪族ポリエステルを単独で用いたものでも良く、２種以上の脂肪族ポリエステルを用いた複合繊維でも良い。繊維の断面形状が、丸断面、中空断面、異形断面、芯鞘型複合断面などから選択できる。
本発明の脂肪族ポリエステル長繊維不織布は、例えば、上記脂肪族ポリエステル系重合体を公知の溶融押出し紡糸機より加熱溶融紡糸し、口金から吐出し、エアーサッカーなどの吸引装置で牽引細化、延伸し、開繊され、コンベアネット上にウエブを捕集する。その後、形成されたウエブを一対の凹凸ロールと平滑ロール間で熱圧着され部分的に接合され長繊維不織布を得る。
【００１５】
本発明の脂肪族ポリエステル長繊維不織布は、上記製造方法で得られるが、紡糸性を良好にし、本発明の目的の特性が得られる長繊維不織布の柔軟性、強度、通気性等にする為、樹脂の粘度（ＭＦＲ）を１０ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分、好ましくは、１５ｇ／１０分〜７０ｇ／１０分にすることが必要である。
ＭＦＲ値が１０ｇ／１０分未満では、溶融粘度が高すぎ、得られる不織布の風合いが硬くなる。一方、１００ｇ／１０分を超えると糸切れが発生し易くなり、得られる長繊維不織布の風合いが良くなるが強度が低下する。
本発明の簡易マスク用不織布は、上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を主体として構成されるものであり、脂肪族ポリエステル長繊維不織布からなるものでよく、これを２枚以上重ね合わせて部分接合されたものでもよく、脂肪族ポリエステル長繊維不織布と脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を重ね合わせて部分接合されたものでもよい。
【００１６】
上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径は、７〜４０μｍであり、好ましくは、１０〜３３μｍである。平均繊維径が７μｍ未満では強度が低くなり、フイラメントが切れやすくなる等の紡糸性が悪くなる。一方、４０μｍを超えると、不織布の部分熱圧着性が悪くなり、冷却が不足し、フイラメント同士の融着が起こり易くなるなどの紡糸性が悪くなる。
本発明において、紡糸速度は、２０００〜６０００ｍ／ｍｉｎで行なうことが好ましい。紡糸速度が２０００ｍ／ｍｉｎ未満では繊維の配向結晶化が進まず、結晶化度が低く、強度が低く、熱収縮性が大きくなる。一方、紡糸速度は６０００ｍ／ｍｉｎを超えると紡糸性が急激に悪化し糸切れが起こり好ましくない。
【００１７】
上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を部分熱圧着で接合させ、不織布強度を向上させ、且つ、部分的に点状融着で接合され、非圧着部は、繊維同士の接合がなく柔軟性を付与できる。部分熱圧着は、不織布全体に均等に分散された融着部分を形成される。部分熱圧着率は、不織布全体に対し熱圧着部分の面積率で示し、部分熱圧着率が５〜４０％、好ましくは、７〜３５％である。部分熱圧着率が５％未満では、繊維の接合が不足し、機械的強度が不足する、一方、４０％を超えるとペーパーライクとなり、柔軟性が不足する。
本発明の脂肪族ポリエステル長繊維不織布の目付は、１０〜３００ｇ／ｍ２ 、好ましくは、２０〜２００ｇ／ｍ２ である。目付が１０ｇ／ｍ２ 未満では、通気性が大きくなるが強度、粒子捕集性などのフィルター性能が劣る。一方、３００ｇ／ｍ２ を超えると、強度、粒子捕集性などのフィルター性能が良くなるが通気性が劣る。
【００１８】
長繊維不織布の平均みかけ密度は、０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、好ましくは、０．０７〜０．２０ｇ／ｃｍ３ である。平均みかけ密度が０．０５ｇ／ｃｍ３ 未満では、繊維間隙が大きくなり通気性が大きいが、粒子捕集性などのフィルター性能が不足し、強度が低くなる。一方、０．２５ｇ／ｃｍ３ を超えると繊維間隙が小さくなり、通気性が小さくなる。
長繊維不織布の縦方向の引張強度は、フィルター部材として用いる場合２０Ｎ／５ｃｍ以上、好ましくは、３０Ｎ／５ｃｍ以上である。引張強度が２０Ｎ／５ｃｍ未満では、裁断・縫製等の簡易マスク加工性が劣る。特に、本発明の簡易マスクの装着用紐に使用する長繊維不織布は、たて方向の引張強度が高く、目付、厚みの小さいことが好ましい。例えば、装着用紐としては、上記長繊維不織布を幅４０〜８０ｍｍ、好ましくは５０〜７０ｍｍのテープ状とし、幅方向を２〜４枚折り畳み紐形状にして用いられる。従って、たて方向の引張強度は、５０〜１５０Ｎ／５ｃｍ、好ましくは７０〜１２０Ｎ／５ｃｍである。
【００１９】
長繊維不織布の引張強度のタテ／ヨコ比は、１．５以上、好ましくは１．７〜７．０である。このタテ／ヨコ比が１．５未満では、繊維分散が均等であり、目付あたりの縦方向引張強度が低くなる。
簡易マスク用不織布の通気性は、１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、更に好ましくは５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃである。この通気性が、１０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ未満では、通気性が低くなり、マスクに着用していて息苦しくなる。一方、４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃを超えると通気性が大きくなるが、粒子捕集のフィルター性能などが劣る。特に、１０μｍ程度の微小粒子のフィルター性能が低下する。
【００２０】
本発明の簡易マスクは、上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を１枚、又は２枚、３枚重ねて積層して使用される。この長繊維不織布は、目付、繊維径、繊維密度などによって、繊維間隙、繊維孔径、通気性、粒子捕集性能などが異なり、この組み合わせにより、通気性を維持しながらフィルター性能が向上できる。特に、比較的太い繊維径の構成による粗な構造と、極細繊維から構成される密な繊維構造などの組み合わせが好ましい。
本発明の簡易マスクのフィルター性能が、１０μｍ粒子捕集性能が１５％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、特に好ましくは８０％以上である。１０μｍ粒子の捕集性能が１５％未満では、微小粒子の捕集性能が劣り、特に、花粉や粉塵等微細粒子のフィルター性能の低いものとなる。
【００２１】
本発明において、生分解性を有し且つ上記フィルター性能を改善するために、脂肪族ポリエステル長繊維不織布において、微細粒子捕集などのフィルター性能を向上させるために、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布との積層重ね合わせ不織布が用いられる。
これを達成するために、上記長繊維不織布と上記極細繊維不織布とを重ねるか、極細繊維不織布の上下両面に長繊維不織布を積層させるなどして３層構造にして用いられる。
脂肪族ポリエステル長繊維不織布の積層は、例えば、２枚、または３枚積層させた繊維ウエブを、一対の熱エンボスロール間で部分的に点接合し、一体化するかまたは、該不織布を各々一定寸法に切断した後、２枚、または３枚重ね、両端部または、周囲を、超音波シール機、熱シール機、ミシンなどで溶着、縫製などで接合しフィルター部が形成される。更に、フィルター部と紐部材とを重ねた装着部の不織布を超音波シール機、熱シール機、ミシンなどで接合して簡易マスクが得られる。
【００２２】
脂肪族ポリエステル長繊維不織布どうしの積層においては、通気性を損なうことなく、微細粒子のフィルター性能を向上させることができる。その簡易マスク用不織布の特性としては、好ましくは、最大開孔径が１〜１００μｍ、通気性が２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が５０％以上、より好ましくは最大開孔径が３０〜９０μｍ、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が６０％以上である。
脂肪族ポリエステル長繊維不織布と脂肪族ポリエステル極細繊維不織布とが積層されることによって、フィルター性能が特に向上され、更に、生分解性の極細繊維を用いることにより生分解性が大幅に促進される。この積層による簡易マスク用不織布の特性においては、好ましくは、最大開孔径が１〜５０μｍ、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が８０％以上であり、更に好ましくは最大開孔径が２〜１０μｍ、通気性が７０〜１６０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が９５％以上であり、特に微細粒子のフィルター性能が大幅に向上する。
【００２３】
従って、１０〜１００μｍの花粉粒子、植物胞子、１〜１００μｍの土、砂、ダスト、ミスト粉塵粒子等の粒子捕集性能が非常に優れた簡易マスク用不織布が得られる。
最大開孔径が１μｍ未満では、小さい粒子の捕集性能が向上するが、通気性が大幅に低下し、簡易マスクを装着すると息苦しくなり、一方、５０μｍを超えると小さい粒子の捕集性能が劣る。
脂肪族ポリエステル極細繊維不織布は、公知のメルトブロー法押出機で溶融させた低粘度の脂肪族ポリエステル樹脂をノズルから押出すと同時に、ノズル近傍で高温高圧エアー流によって極細繊維化される。極細繊維不織布は、平均繊維径が、１〜５μｍ、好ましくは２〜４μｍである。この平均繊維径が、１μｍ未満では、繊維間隙が小さくなり、フィルター性能が向上するが、通気性が不足する。一方、５μｍを超えると逆に通気性が大きくなるがフィルター性能が劣る。
【００２４】
上記極細繊維不織布の目付は、１〜３０ｇ／ｍ２ 、好ましくは３〜２０ｇ／ｍ２ である。
この目付が１ｇ／ｍ２ 未満では、該長繊維不織布の繊維間隙を十分被覆させることができない。一方、３０ｇ／ｍ２ を超えるとフィルター性能が向上するが繊維が緻密化されすぎ通気性が不足する。
脂肪族ポリエステル長繊維不織布と、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布とを組み合わせることで、微細な粒子を捕集できるなどのフィルター性能が向上すると共に、生分解性が促進される。極細繊維不織布の含有量は５〜５０ｗｔ％、好ましくは１０〜３０ｗｔ％、特に好ましくは１４〜２０ｗｔ％である。
極細繊維不織布の割合が５ｗｔ％未満では生分解性の促進効果が少なく、一方、５０ｗｔ％を超えると生分解性の促進効果が大きくなるが、緻密化構造となり通気性などが不足する。
【００２５】
脂肪族ポリエステル長繊維不織布、その積層体または、上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布と極細繊維不織布との積層させた簡易マスク用不織布が、加熱プレス成形加工などで、凹凸形状に一体成形できる特徴がある。
前記不織布の成形加工は、該不織布を温度８０〜２００℃に予熱してから凹凸金型で加圧して一体成形するか、温度８０〜２００℃に加熱した凹凸金型で加圧して一体成形することで一体成形簡易マスクが得られる。
従って、前記不織布の加熱時の伸度特性としては、温度１００℃の成形加工条件で伸長できることが好ましく、１００℃での破断伸度が３０％以上、好ましくは４０〜４００％、より好ましくは５０％〜３００％である。更に、温度１００℃での１０％伸長時の応力が小さいことが凹凸金型に追従しやすいため成形加工性に優れ、好ましくは１００℃加熱化での１０％伸長時の抗張力は１００Ｎ／５ｃｍ以下であり、より好ましくは７０Ｎ／５ｃｍ以下である。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例などを用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例などにより何ら限定されるものではない。また、本発明の特性は下記の方法で測定した。
（１）目付（ｇ／ｍ２ ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準ずる。
（２）平均繊維径（μｍ）：電子顕微鏡で５００倍の拡大写真をとり、１０本の平均値で求める。
（３）平均みかけ密度（ｇ／ｃｍ３ ）：目付と、荷重１０ｋＰａの厚みから単位容積あたりの重量を３箇所の平均値で求める。
（４）通気性（ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６フラジュール型試験機で３箇所測定し平均値で求める。
【００２７】
（５）引張強度（Ｎ／５ｃｍ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じる引張試験機で、幅５ｃｍ、長さ３０ｃｍの試料を切り取りつかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで縦、横それぞれ３箇所測定し３点の平均値で求める。
温度１００℃の雰囲気で、同様に引張試験機で１０％伸長時の応力、破断伸度を測定し、縦、横それぞれ３箇所測定し３点の平均値で求める。
（６）最大孔径（μｍ）：ＪＩＳ−Ｋ−３８３２；バブルポイント法、に準ずる。試料：直径４０ｍｍの円形。
▲１▼ 試料を液体に満たし、毛細管現象を用いて、試料の全細孔に液体が入っている状態にする。
▲２▼ この試料の下面から次第に空気圧をかけていき、気体圧力が毛細管内の液体表面張力に打ちかった時、気泡がでてくる。
▲３▼ この時に最初に気泡がでるのは、最大孔径からであり、そのときの気体圧力を測定することで最大孔径を算出することができる。
【００２８】
（７）１０μｍのフィルター性能（％）：１０μｍ以上の粒子の捕集効率を求める。
粒子：ＪＩＳ規格ダスト７種を、２ｍｇ／Ｌ添加した混合空気を、風速１０ｍ／ｍｉｎで測定試料の上流側から通過させ、上流側の粒子個数と、下流側の粒子個数を測定し求める。
１０μｍのフィルター性能（％）＝（下流側個数／上流側個数）×１００
（８）生分解性：コンポスト処理機を用い、温度６０℃の環境下で３０日放置後、不織布の形態を目視で観察して、等級を判定する。
◎：不織布形状がなく、小片化している状態。
○：不織布形状があり、強度がかなり低下している状態。
×：不織布の形態を維持している。
【００２９】
（９）柔軟性：４１度カンチレバー法の剛軟度の縦／横の平均値で示す。
○：３０〜８０ｍｍ
△：８１〜１２０ｍｍ
×：１２１ｍｍ以上
（１０）装着性：簡易マスクで装着して、口周辺にべとつき、口紅がマスクに付着する程度で判定。
○：口周辺にべとつきがなく、口にマスクが付着せず、装着性が良好。
×：口周辺にべとつきがあり、装着して息苦しさを感じ、口の周辺形状になじまないなどの装着性が不良。
【００３０】
（１１）摩擦毛羽強さ：学振型摩擦試験機を用い摩擦子に金巾織物を取り着け、１００回摩擦して判定。
○：毛羽立ちがほとんどみられない。
△：毛羽たちが少し生じ目立たない。
×：毛羽たちがはなはだしい。
（１２）メルトフローレイト（ＭＦＲ）：熱可塑性プラスチックの流れ試験方法。ＪＩＳ−Ｋ−７２１０；条件４の試験温度１９０℃試験荷重２１．１８Ｎに準じて測定を行いＭＦＲを求める。
【００３１】
【実施例１〜６、比較例１〜３】
公知のスパンボンド法で溶融紡糸して、脂肪族ポリエステル長繊維不織布を得る。脂肪族ポリエステル樹脂（融点１７０℃、Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸の共重合体；Ｄ／Ｌモル比１／９０、ＭＦＲ値１５ｇ／１０分）を押出機温度２１５℃で、紡糸口金を用いフイラメントを紡出し、高速気流牽引装置のエアーサッカーで延伸（紡糸速度５０００ｍ／ｍｉｎ）、冷却、開繊、コンベアベルト上にウエブを形成させる。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度１３９〜１４０℃、圧力１００〜５００Ｎ／ｃｍ）して本発明の実施例の長繊維不織布及び比較例の不織布を得た。目付、平均繊維径、部分熱圧着率を変えた本発明実施例の長繊維不織布特性を表−１に比較例の特性を表−２に記載する。
表−１に示したように、本発明の実施例の脂肪族ポリエステル長繊維不織布による簡易マスク用不織布は、最大開孔径が３７〜１１２μｍであり、通気性が９０〜３４０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が２５％〜７５％という優れた特性を有し、生分解性も良好であった。
【００３２】
【実施例７〜９】
前記実施例１〜６の脂肪族ポリエステル長繊維不織布を組み合わせて製作した簡易マスク用不織布の特性を表−３に記載した。実施例７は、実施例３と実施例５の組み合わせの２層積層不織布であり、実施例８は、実施例１、２、３の組み合わせの３層積層不織布であり、実施例９は、実施例２、４、６の３層積層不織布である。
表−３に示したように、脂肪族ポリエステル長繊維不織布を組み合わせて製作した簡易マスク用不織布は、最大開孔径が３５〜８８μｍであり、通気性が５５〜１９０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が６２％〜８５％という優れた特性を有し、生分解性も良好であった。
【００３３】
【比較例４】
公知のスパンボンド法で、ポリエチレンテレフタレート樹脂（融点２５６℃、固有粘度０．７１）を押出機温度３００℃で紡糸口金を用いフイラメントを紡出し、高速気流牽引装置のエアーサッカーで延伸（紡糸速度５０００ｍ／ｍｉｎ）、冷却、開繊、コンベアベルト上にウエブを形成させる。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度２３０〜２４０℃、圧力１００〜５００Ｎ／ｃｍ）して比較例４の長繊維不織布を得た。
表−１の特性から、本発明の簡易マスク用不織布は、生分解性、通気性、柔軟性、摩擦毛羽強さ、装着性、及びフィルター性能などが満足するものである。
特に、実施例２の長繊維不織布は、簡易マスク用紐部材として、幅７０ｍｍ、長さ５００ｍｍに切断してから４枚かさねに折り畳み、超音波シール機で簡易マスク両端部に接合して取り付け装着したが紐が切断することなく使用できた。
【００３４】
一方、表−２の比較例１は、繊維径が小さくなり、繊維強度が低下し、不織布として平均みかけ密度が大きく緻密構造であり、通気性が低く、本発明の簡易マスク用不織布に対して特性の低いものといえる。更に、簡易マスク用紐部材としての装着性が悪いという結果であった。比較例２は、平均みかけ密度が大きく、緻密構造であり、柔軟性、装着性が低下するものであった。比較例３は、繊維径が大きくなり、繊維強度が高くなるが、粗構造で、通気性は大きくできるが、柔軟性、摩擦毛羽強さが低下するため、簡易マスク用不織布に劣る特性となる。比較例４は、生分解性がないため、本発明の目的とする簡易マスク用不織布とならない。
表−３の特性から、長繊維不織布の２枚、３枚と重ね組み合わせによって、粒子捕集性能が向上して、簡易マスク用不織布としてより好ましい使用方法となる。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【実施例１０〜１２】
公知のメルトブロー法で溶融紡糸して、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を得る。脂肪族ポリエステル樹脂（融点１２０℃、Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸の共重合体Ｄ／Ｌモル比１０／９０、ＭＦＲ値２８０ｇ／１０分）を押出機温度１９０℃で、メルトブローノズルから吐出し、近傍の高温加圧エアーで牽引して細化され、平均繊維径が１．７μｍ、２．３μｍ、３．５μｍの極細繊維ウエブを形成して、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を得た。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度９０〜９５℃、圧力１００Ｎ／ｃｍ）して本発明の極細繊維不織布を得る。
実施例１０は、前記実施例１、３の不織布を上下にして、中間層に平均繊維径（繊度）１．７μｍ、目付け５ｇ／ｍ２ の脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を重ねて３層構成の簡易マスク用不織布を得た。実施例１１は、前記実施例２，３の不織布を上下にし、中間層に２．３μｍ、１０ｇ／ｍ２ の極細繊維不織布を重ねて３層構成の簡易マスク用不織布を得た。実施例１２は、前記実施例５の不織布を上下にし、中間層に３．５μｍ、２０ｇ／ｍ２ の極細繊維不織布を重ねて３層構成の簡易マスク用不織布を得た。表−４に本発明の簡易マスク用不織布の特性を示した。
表−４の特性から、脂肪族ポリエステル長繊維不織布と脂肪族ポリエステル極細繊維不織布との組み合わせによって、通気性を損なうことなく、１０μｍのフィルター性能が９８％以上と大幅にフィルター性能が向上すると共に、極細繊維化により生分解性が大幅に促進されるため、本発明の目的とする簡易マスク用不織布おいて、より好ましい使用態様といえる。
【００３９】
【表４】
【００４０】
【実施例１３】
公知のスパンボンド法で溶融紡糸して、脂肪族ポリエステル長繊維不織布を得る。脂肪族ポリエステル樹脂（融点１４０℃、Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸の共重合体Ｄ／Ｌモル比８／９２、ＭＦＲ値２５ｇ／１０分）を押出機温度２１５℃で紡糸口金を用いフイラメントを紡出し、高速気流牽引装置のエアーサッカーで延伸（紡糸速度２５００ｍ／ｍｉｎ）、冷却、開繊後、コンベアベルト上に目付２５０ｇ／ｍ２ のウエブを形成させた。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度６０〜７０℃、圧力５００Ｎ／ｃｍ）して本発明の長繊維不織布を得る。
次いで、得られた長繊維不織布を、温度１００℃のフエルトカレンダーで、熱処理を行ない熱収縮性を小さくして加熱金型で接触しても収縮せず伸長加工がし易くして、加熱プレス成形加工を行なった。
【００４１】
得られた長繊維不織布は、平均繊維径が２０μｍ、目付２５０ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度０．２０ｇ／ｃｍ３ 、通気性が３５ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、フィルター性能が８８％、タテ引張強度７５０Ｎ／５ｃｍ、ヨコ引張強度２６０Ｎ／５ｃｍ（タテ／ヨコ比が２．９）、１００℃加熱雰囲気のタテ１０％伸長応力が６８Ｎ／５ｃｍ、ヨコ１０％伸長応力が３８Ｎ／５ｃｍ、タテ破断伸度が８５％、ヨコ破断伸度が１１５％であった。
上記長繊維不織布を、温度１２０℃の加熱したアルミ製の凹凸金型で、マスク形状に熱プレス成形加工で、一体成形の簡易マスクを得た。
得られた一体成形の簡易マスクを装着したが、本発明の目的とする保形性、装着性、フィルター性能などが得られた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、生分解性を有する脂肪族ポリエステル長繊維不織布および、生分解性を促進し、フィルター性能を向上させる脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の組み合わせからなり、簡易マスクに利用しても、柔軟性を有し、装着時の息苦しさなどの不快感がなく、フィルター性能、強度、通気性などに優れ、且つ、土中に埋めて処理しても、微生物等で分解するなどのゴミ、廃棄の環境問題がなく、地球環境に優しい簡易マスク不織布及び簡易マスクが提供できた。
【発明の属する技術分野】
本発明は、花粉症、病院用、手術用などの簡易マスクに関し、生分解性を有し、簡易マスク用としての適正な柔軟性、装着性、強度、保形性及びフィルター性能性を有し、更に、生分解性が極細繊維で促進された簡易マスク用不織布及び簡易マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
花粉症、病院用、手術用などの簡易マスクが一般に病院などで使用されている。一般のガーゼマスクより微細な粒子の捕集性能に優れた不織布が使用されている。しかし、使用後焼却処理ができない場合は、土中に埋め立てることが必要とされる。この時、埋め立てて、分解する材料が要求されて、生分解性不織布が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、水溶性繊維と生分解性繊維との混合繊維をニードルパンチフエルトにしてから成形加工してなる成形用生分解性不織布が記載されている。しかし、水溶性繊維が水分や水の影響で溶解や変形しやすく、マスクの装着時又は装着中に口紅などが付着し易いなどの問題が生じる。
特許文献２には、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布の生分解性積層不織布が記載されている。しかし、積層不織布の繊維密度が大きく、そのため通気性が悪く、フィルター性能に問題を生じる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２８６８６０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１１７１６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、微生物等によって分解する材料であり、且つ、柔軟性を有し、装着時に不織布面がべとつき感がなく、口紅、唾液等が付着し難く、息苦しくない程度の通気性を有するものであり、また、マスクの装着部の紐に使用しても破断しない強度を有するなどの特徴を有する簡易マスク用生分解性不織布を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、繊維径、目付、部分熱圧着率等を特定範囲に限定した脂肪族ポリエステル長繊維不織布によって、強度、柔軟性、通気性、装着性、フィルター性能、及び生分解性の促進などが得られることを見出し本発明に到達した。
即ち、本発明は以下の通りのものである。
（１）平均繊維径が７〜４０μｍ、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度が０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、部分熱圧着率が５〜４０％の脂肪族ポリエステル長繊維不織布を主体として構成されており、最大開孔径が１〜１５０μｍであり、通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が１５％以上であることを特徴とする簡易マスク用不織布。
（２）脂肪族ポリエステル長繊維不織布を２枚以上重ね、部分接合され、最大開孔径が１〜１００μｍであり、通気性が２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が５０％以上であることを特徴とする上記（１）記載の簡易マスク用不織布。
【０００７】
（３）平均繊維径が１〜５μｍ、目付が３〜３０ｇ／ｍ２ の脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の少なくとも一方に前記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を重ね、部分接合され、最大開孔径が１〜５０μｍであり、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が８０％以上であることを特徴とする上記（１）記載の簡易マスク用不織布。
（４）脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の含有量が５〜５０ｗｔ％であることを特徴とする上記（３）記載の簡易マスク用不織布。
（５）脂肪族ポリエステル長繊維不織布が１００℃の加熱温度下で、破断伸度が３０％以上であることを特徴とする上記（１）記載の簡易マスク用不織布。
【０００８】
（６）脂肪族ポリエステルが、Ｄ−乳酸重合体、Ｌ−乳酸重合体と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体、Ｄ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｌ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、または上記重合体から選ばれる二種以上のブレンド体であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の簡易マスク用不織布。
（７）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の簡易マスク用不織布を用い、装着部材を取り付けてなることを特徴とする簡易マスク。
（８）装着部材が前記脂肪族ポリエステル長繊維不織布であることを特徴とする上記（７）記載の簡易マスク。
（９）上記（１）〜（６）のいずれかに記載の簡易マスク用不織布を用い、熱プレス成形で一体成形されていることを特徴とする簡易マスク。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の簡易マスク用不織布は、脂肪族ポリエステル不織布を単層、または複数層重ねたものである。更に、目付、繊維径、繊維密度などの異なる不織布を組み合わせを選択して、フィルター性能などを向上させて用いられる。次いで、熱プレス成形加工ができる一体成形された成形マスク、および、装着部材としての紐に使用することができる強度を有する。
本発明の簡易マスク用不織布は、生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル長繊維不織布から成る。脂肪族ポリエステルとしては、例えば、以下の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００１０】
ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）またはこれらを主たる繰り返し単位要素とする共重合体、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ（β−ポリヒドロキシアルカノエート）及びこれらを構成する繰り返し単位要素とポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレートを構成する繰り返し単位要素との共重合体が挙げられる。
また、グリコールとジカルボン酸との縮重合体からなるポリアルキレンジカルボキシレートとして、例えば、ポリエチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンアジペートまたこれらを構成する繰り返し単位要素とするポリアルキレンジカルボキシレート共重合体が挙げられる。これらの上記生分解性重合体を複数選択しブレンドしたものも適用することができる。特に紡糸性に優れ繊維径の細化が可能であるポリ乳酸系重合体が好適に使用できる。
【００１１】
ポリ乳酸系重合体としては、ポリ（Ｄ−乳酸）と、ポリ（Ｌ−乳酸）と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体と、Ｄ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体あるいはＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体とから選ばれるいずれかの重合体、または上記重合体から選ばれる二種以上のブレンド体が好ましい。中でも特に、融点が１００℃以上である重合体が好適に使用できる。ここで、乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体である場合におけるヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。特にグリコール酸、ヒドロキシカプロン酸が好ましい。
尚、上記のポリ乳酸重合体の分子量には特に制限ないが、分子量が低いと紡糸性が困難で、繊維の強度が低くなる。一方、分子量が高くなると加工性が低下し紡糸が困難となる。
【００１２】
これらの点を考慮すると、例えば、ポリ乳酸重合体の場合好ましい重量平均分子量は、１万〜１００万、より好ましい重量平均分子量は、３万〜５０万である。重合度を高めるためにジイソシアネートやテトラカルボン酸二無水物などが添加される。
また、脂肪族ポリエステルには結晶核剤を添加しても良い。結晶核剤としては、タルク、酸化チタン、炭酸カルシュウム、炭酸マグネシューム、カーボン等が挙げられる。
この結晶核剤は、脂肪族ポリエステルの結晶化を促進され、耐熱性や機械的強度が向上する。また、紡糸したとき、繊維同士の融着を防止できる。
【００１３】
上記の理由により、脂肪族ポリエステル長繊維の結晶化度は、１０〜４０％が好ましい。この結晶化度を得るために、結晶核剤を０．１〜３．０重量％、より好ましくは、０．５〜２．０重量％である。ここでいう結晶化度とは、粉末化した長繊維（不織布）を広角Ｘ線回折パターンにより、ルーランド法で求めたものである。
この結晶化度が１０％未満では、耐熱性や機械的強度が低下する。一方、４０％超えると紡糸性が劣り、柔軟性が不足する。
また、本発明に用いられる脂肪族ポリエステルの中でもポリ乳酸重合体は、可塑剤により可塑化され易いことから適度の風合いと柔軟性を有する長繊維を得るために上記化粧核剤以外に可塑剤を含有させても良い。可塑剤としては、例えば、トリアセチン等の酢酸誘導体、フタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、クエン酸誘導体、オレイン酸誘導体、重合度２〜１０の乳酸オリゴマー等が挙げられる。可塑剤の含有量は、ポリ乳酸重合体に対し、１〜３０ｗｔ％が好ましい、より好ましくは、５〜１５ｗｔ％である。
【００１４】
脂肪族ポリエステルの繊維形態は、特に限定されるものでなく、脂肪族ポリエステルを単独で用いたものでも良く、２種以上の脂肪族ポリエステルを用いた複合繊維でも良い。繊維の断面形状が、丸断面、中空断面、異形断面、芯鞘型複合断面などから選択できる。
本発明の脂肪族ポリエステル長繊維不織布は、例えば、上記脂肪族ポリエステル系重合体を公知の溶融押出し紡糸機より加熱溶融紡糸し、口金から吐出し、エアーサッカーなどの吸引装置で牽引細化、延伸し、開繊され、コンベアネット上にウエブを捕集する。その後、形成されたウエブを一対の凹凸ロールと平滑ロール間で熱圧着され部分的に接合され長繊維不織布を得る。
【００１５】
本発明の脂肪族ポリエステル長繊維不織布は、上記製造方法で得られるが、紡糸性を良好にし、本発明の目的の特性が得られる長繊維不織布の柔軟性、強度、通気性等にする為、樹脂の粘度（ＭＦＲ）を１０ｇ／１０分〜１００ｇ／１０分、好ましくは、１５ｇ／１０分〜７０ｇ／１０分にすることが必要である。
ＭＦＲ値が１０ｇ／１０分未満では、溶融粘度が高すぎ、得られる不織布の風合いが硬くなる。一方、１００ｇ／１０分を超えると糸切れが発生し易くなり、得られる長繊維不織布の風合いが良くなるが強度が低下する。
本発明の簡易マスク用不織布は、上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を主体として構成されるものであり、脂肪族ポリエステル長繊維不織布からなるものでよく、これを２枚以上重ね合わせて部分接合されたものでもよく、脂肪族ポリエステル長繊維不織布と脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を重ね合わせて部分接合されたものでもよい。
【００１６】
上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径は、７〜４０μｍであり、好ましくは、１０〜３３μｍである。平均繊維径が７μｍ未満では強度が低くなり、フイラメントが切れやすくなる等の紡糸性が悪くなる。一方、４０μｍを超えると、不織布の部分熱圧着性が悪くなり、冷却が不足し、フイラメント同士の融着が起こり易くなるなどの紡糸性が悪くなる。
本発明において、紡糸速度は、２０００〜６０００ｍ／ｍｉｎで行なうことが好ましい。紡糸速度が２０００ｍ／ｍｉｎ未満では繊維の配向結晶化が進まず、結晶化度が低く、強度が低く、熱収縮性が大きくなる。一方、紡糸速度は６０００ｍ／ｍｉｎを超えると紡糸性が急激に悪化し糸切れが起こり好ましくない。
【００１７】
上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を部分熱圧着で接合させ、不織布強度を向上させ、且つ、部分的に点状融着で接合され、非圧着部は、繊維同士の接合がなく柔軟性を付与できる。部分熱圧着は、不織布全体に均等に分散された融着部分を形成される。部分熱圧着率は、不織布全体に対し熱圧着部分の面積率で示し、部分熱圧着率が５〜４０％、好ましくは、７〜３５％である。部分熱圧着率が５％未満では、繊維の接合が不足し、機械的強度が不足する、一方、４０％を超えるとペーパーライクとなり、柔軟性が不足する。
本発明の脂肪族ポリエステル長繊維不織布の目付は、１０〜３００ｇ／ｍ２ 、好ましくは、２０〜２００ｇ／ｍ２ である。目付が１０ｇ／ｍ２ 未満では、通気性が大きくなるが強度、粒子捕集性などのフィルター性能が劣る。一方、３００ｇ／ｍ２ を超えると、強度、粒子捕集性などのフィルター性能が良くなるが通気性が劣る。
【００１８】
長繊維不織布の平均みかけ密度は、０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、好ましくは、０．０７〜０．２０ｇ／ｃｍ３ である。平均みかけ密度が０．０５ｇ／ｃｍ３ 未満では、繊維間隙が大きくなり通気性が大きいが、粒子捕集性などのフィルター性能が不足し、強度が低くなる。一方、０．２５ｇ／ｃｍ３ を超えると繊維間隙が小さくなり、通気性が小さくなる。
長繊維不織布の縦方向の引張強度は、フィルター部材として用いる場合２０Ｎ／５ｃｍ以上、好ましくは、３０Ｎ／５ｃｍ以上である。引張強度が２０Ｎ／５ｃｍ未満では、裁断・縫製等の簡易マスク加工性が劣る。特に、本発明の簡易マスクの装着用紐に使用する長繊維不織布は、たて方向の引張強度が高く、目付、厚みの小さいことが好ましい。例えば、装着用紐としては、上記長繊維不織布を幅４０〜８０ｍｍ、好ましくは５０〜７０ｍｍのテープ状とし、幅方向を２〜４枚折り畳み紐形状にして用いられる。従って、たて方向の引張強度は、５０〜１５０Ｎ／５ｃｍ、好ましくは７０〜１２０Ｎ／５ｃｍである。
【００１９】
長繊維不織布の引張強度のタテ／ヨコ比は、１．５以上、好ましくは１．７〜７．０である。このタテ／ヨコ比が１．５未満では、繊維分散が均等であり、目付あたりの縦方向引張強度が低くなる。
簡易マスク用不織布の通気性は、１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、更に好ましくは５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃである。この通気性が、１０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ未満では、通気性が低くなり、マスクに着用していて息苦しくなる。一方、４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃを超えると通気性が大きくなるが、粒子捕集のフィルター性能などが劣る。特に、１０μｍ程度の微小粒子のフィルター性能が低下する。
【００２０】
本発明の簡易マスクは、上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を１枚、又は２枚、３枚重ねて積層して使用される。この長繊維不織布は、目付、繊維径、繊維密度などによって、繊維間隙、繊維孔径、通気性、粒子捕集性能などが異なり、この組み合わせにより、通気性を維持しながらフィルター性能が向上できる。特に、比較的太い繊維径の構成による粗な構造と、極細繊維から構成される密な繊維構造などの組み合わせが好ましい。
本発明の簡易マスクのフィルター性能が、１０μｍ粒子捕集性能が１５％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、特に好ましくは８０％以上である。１０μｍ粒子の捕集性能が１５％未満では、微小粒子の捕集性能が劣り、特に、花粉や粉塵等微細粒子のフィルター性能の低いものとなる。
【００２１】
本発明において、生分解性を有し且つ上記フィルター性能を改善するために、脂肪族ポリエステル長繊維不織布において、微細粒子捕集などのフィルター性能を向上させるために、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布との積層重ね合わせ不織布が用いられる。
これを達成するために、上記長繊維不織布と上記極細繊維不織布とを重ねるか、極細繊維不織布の上下両面に長繊維不織布を積層させるなどして３層構造にして用いられる。
脂肪族ポリエステル長繊維不織布の積層は、例えば、２枚、または３枚積層させた繊維ウエブを、一対の熱エンボスロール間で部分的に点接合し、一体化するかまたは、該不織布を各々一定寸法に切断した後、２枚、または３枚重ね、両端部または、周囲を、超音波シール機、熱シール機、ミシンなどで溶着、縫製などで接合しフィルター部が形成される。更に、フィルター部と紐部材とを重ねた装着部の不織布を超音波シール機、熱シール機、ミシンなどで接合して簡易マスクが得られる。
【００２２】
脂肪族ポリエステル長繊維不織布どうしの積層においては、通気性を損なうことなく、微細粒子のフィルター性能を向上させることができる。その簡易マスク用不織布の特性としては、好ましくは、最大開孔径が１〜１００μｍ、通気性が２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が５０％以上、より好ましくは最大開孔径が３０〜９０μｍ、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が６０％以上である。
脂肪族ポリエステル長繊維不織布と脂肪族ポリエステル極細繊維不織布とが積層されることによって、フィルター性能が特に向上され、更に、生分解性の極細繊維を用いることにより生分解性が大幅に促進される。この積層による簡易マスク用不織布の特性においては、好ましくは、最大開孔径が１〜５０μｍ、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が８０％以上であり、更に好ましくは最大開孔径が２〜１０μｍ、通気性が７０〜１６０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が９５％以上であり、特に微細粒子のフィルター性能が大幅に向上する。
【００２３】
従って、１０〜１００μｍの花粉粒子、植物胞子、１〜１００μｍの土、砂、ダスト、ミスト粉塵粒子等の粒子捕集性能が非常に優れた簡易マスク用不織布が得られる。
最大開孔径が１μｍ未満では、小さい粒子の捕集性能が向上するが、通気性が大幅に低下し、簡易マスクを装着すると息苦しくなり、一方、５０μｍを超えると小さい粒子の捕集性能が劣る。
脂肪族ポリエステル極細繊維不織布は、公知のメルトブロー法押出機で溶融させた低粘度の脂肪族ポリエステル樹脂をノズルから押出すと同時に、ノズル近傍で高温高圧エアー流によって極細繊維化される。極細繊維不織布は、平均繊維径が、１〜５μｍ、好ましくは２〜４μｍである。この平均繊維径が、１μｍ未満では、繊維間隙が小さくなり、フィルター性能が向上するが、通気性が不足する。一方、５μｍを超えると逆に通気性が大きくなるがフィルター性能が劣る。
【００２４】
上記極細繊維不織布の目付は、１〜３０ｇ／ｍ２ 、好ましくは３〜２０ｇ／ｍ２ である。
この目付が１ｇ／ｍ２ 未満では、該長繊維不織布の繊維間隙を十分被覆させることができない。一方、３０ｇ／ｍ２ を超えるとフィルター性能が向上するが繊維が緻密化されすぎ通気性が不足する。
脂肪族ポリエステル長繊維不織布と、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布とを組み合わせることで、微細な粒子を捕集できるなどのフィルター性能が向上すると共に、生分解性が促進される。極細繊維不織布の含有量は５〜５０ｗｔ％、好ましくは１０〜３０ｗｔ％、特に好ましくは１４〜２０ｗｔ％である。
極細繊維不織布の割合が５ｗｔ％未満では生分解性の促進効果が少なく、一方、５０ｗｔ％を超えると生分解性の促進効果が大きくなるが、緻密化構造となり通気性などが不足する。
【００２５】
脂肪族ポリエステル長繊維不織布、その積層体または、上記脂肪族ポリエステル長繊維不織布と極細繊維不織布との積層させた簡易マスク用不織布が、加熱プレス成形加工などで、凹凸形状に一体成形できる特徴がある。
前記不織布の成形加工は、該不織布を温度８０〜２００℃に予熱してから凹凸金型で加圧して一体成形するか、温度８０〜２００℃に加熱した凹凸金型で加圧して一体成形することで一体成形簡易マスクが得られる。
従って、前記不織布の加熱時の伸度特性としては、温度１００℃の成形加工条件で伸長できることが好ましく、１００℃での破断伸度が３０％以上、好ましくは４０〜４００％、より好ましくは５０％〜３００％である。更に、温度１００℃での１０％伸長時の応力が小さいことが凹凸金型に追従しやすいため成形加工性に優れ、好ましくは１００℃加熱化での１０％伸長時の抗張力は１００Ｎ／５ｃｍ以下であり、より好ましくは７０Ｎ／５ｃｍ以下である。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例などを用いて更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例などにより何ら限定されるものではない。また、本発明の特性は下記の方法で測定した。
（１）目付（ｇ／ｍ２ ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準ずる。
（２）平均繊維径（μｍ）：電子顕微鏡で５００倍の拡大写真をとり、１０本の平均値で求める。
（３）平均みかけ密度（ｇ／ｃｍ３ ）：目付と、荷重１０ｋＰａの厚みから単位容積あたりの重量を３箇所の平均値で求める。
（４）通気性（ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６フラジュール型試験機で３箇所測定し平均値で求める。
【００２７】
（５）引張強度（Ｎ／５ｃｍ）：ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じる引張試験機で、幅５ｃｍ、長さ３０ｃｍの試料を切り取りつかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎで縦、横それぞれ３箇所測定し３点の平均値で求める。
温度１００℃の雰囲気で、同様に引張試験機で１０％伸長時の応力、破断伸度を測定し、縦、横それぞれ３箇所測定し３点の平均値で求める。
（６）最大孔径（μｍ）：ＪＩＳ−Ｋ−３８３２；バブルポイント法、に準ずる。試料：直径４０ｍｍの円形。
▲１▼ 試料を液体に満たし、毛細管現象を用いて、試料の全細孔に液体が入っている状態にする。
▲２▼ この試料の下面から次第に空気圧をかけていき、気体圧力が毛細管内の液体表面張力に打ちかった時、気泡がでてくる。
▲３▼ この時に最初に気泡がでるのは、最大孔径からであり、そのときの気体圧力を測定することで最大孔径を算出することができる。
【００２８】
（７）１０μｍのフィルター性能（％）：１０μｍ以上の粒子の捕集効率を求める。
粒子：ＪＩＳ規格ダスト７種を、２ｍｇ／Ｌ添加した混合空気を、風速１０ｍ／ｍｉｎで測定試料の上流側から通過させ、上流側の粒子個数と、下流側の粒子個数を測定し求める。
１０μｍのフィルター性能（％）＝（下流側個数／上流側個数）×１００
（８）生分解性：コンポスト処理機を用い、温度６０℃の環境下で３０日放置後、不織布の形態を目視で観察して、等級を判定する。
◎：不織布形状がなく、小片化している状態。
○：不織布形状があり、強度がかなり低下している状態。
×：不織布の形態を維持している。
【００２９】
（９）柔軟性：４１度カンチレバー法の剛軟度の縦／横の平均値で示す。
○：３０〜８０ｍｍ
△：８１〜１２０ｍｍ
×：１２１ｍｍ以上
（１０）装着性：簡易マスクで装着して、口周辺にべとつき、口紅がマスクに付着する程度で判定。
○：口周辺にべとつきがなく、口にマスクが付着せず、装着性が良好。
×：口周辺にべとつきがあり、装着して息苦しさを感じ、口の周辺形状になじまないなどの装着性が不良。
【００３０】
（１１）摩擦毛羽強さ：学振型摩擦試験機を用い摩擦子に金巾織物を取り着け、１００回摩擦して判定。
○：毛羽立ちがほとんどみられない。
△：毛羽たちが少し生じ目立たない。
×：毛羽たちがはなはだしい。
（１２）メルトフローレイト（ＭＦＲ）：熱可塑性プラスチックの流れ試験方法。ＪＩＳ−Ｋ−７２１０；条件４の試験温度１９０℃試験荷重２１．１８Ｎに準じて測定を行いＭＦＲを求める。
【００３１】
【実施例１〜６、比較例１〜３】
公知のスパンボンド法で溶融紡糸して、脂肪族ポリエステル長繊維不織布を得る。脂肪族ポリエステル樹脂（融点１７０℃、Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸の共重合体；Ｄ／Ｌモル比１／９０、ＭＦＲ値１５ｇ／１０分）を押出機温度２１５℃で、紡糸口金を用いフイラメントを紡出し、高速気流牽引装置のエアーサッカーで延伸（紡糸速度５０００ｍ／ｍｉｎ）、冷却、開繊、コンベアベルト上にウエブを形成させる。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度１３９〜１４０℃、圧力１００〜５００Ｎ／ｃｍ）して本発明の実施例の長繊維不織布及び比較例の不織布を得た。目付、平均繊維径、部分熱圧着率を変えた本発明実施例の長繊維不織布特性を表−１に比較例の特性を表−２に記載する。
表−１に示したように、本発明の実施例の脂肪族ポリエステル長繊維不織布による簡易マスク用不織布は、最大開孔径が３７〜１１２μｍであり、通気性が９０〜３４０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が２５％〜７５％という優れた特性を有し、生分解性も良好であった。
【００３２】
【実施例７〜９】
前記実施例１〜６の脂肪族ポリエステル長繊維不織布を組み合わせて製作した簡易マスク用不織布の特性を表−３に記載した。実施例７は、実施例３と実施例５の組み合わせの２層積層不織布であり、実施例８は、実施例１、２、３の組み合わせの３層積層不織布であり、実施例９は、実施例２、４、６の３層積層不織布である。
表−３に示したように、脂肪族ポリエステル長繊維不織布を組み合わせて製作した簡易マスク用不織布は、最大開孔径が３５〜８８μｍであり、通気性が５５〜１９０ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が６２％〜８５％という優れた特性を有し、生分解性も良好であった。
【００３３】
【比較例４】
公知のスパンボンド法で、ポリエチレンテレフタレート樹脂（融点２５６℃、固有粘度０．７１）を押出機温度３００℃で紡糸口金を用いフイラメントを紡出し、高速気流牽引装置のエアーサッカーで延伸（紡糸速度５０００ｍ／ｍｉｎ）、冷却、開繊、コンベアベルト上にウエブを形成させる。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度２３０〜２４０℃、圧力１００〜５００Ｎ／ｃｍ）して比較例４の長繊維不織布を得た。
表−１の特性から、本発明の簡易マスク用不織布は、生分解性、通気性、柔軟性、摩擦毛羽強さ、装着性、及びフィルター性能などが満足するものである。
特に、実施例２の長繊維不織布は、簡易マスク用紐部材として、幅７０ｍｍ、長さ５００ｍｍに切断してから４枚かさねに折り畳み、超音波シール機で簡易マスク両端部に接合して取り付け装着したが紐が切断することなく使用できた。
【００３４】
一方、表−２の比較例１は、繊維径が小さくなり、繊維強度が低下し、不織布として平均みかけ密度が大きく緻密構造であり、通気性が低く、本発明の簡易マスク用不織布に対して特性の低いものといえる。更に、簡易マスク用紐部材としての装着性が悪いという結果であった。比較例２は、平均みかけ密度が大きく、緻密構造であり、柔軟性、装着性が低下するものであった。比較例３は、繊維径が大きくなり、繊維強度が高くなるが、粗構造で、通気性は大きくできるが、柔軟性、摩擦毛羽強さが低下するため、簡易マスク用不織布に劣る特性となる。比較例４は、生分解性がないため、本発明の目的とする簡易マスク用不織布とならない。
表−３の特性から、長繊維不織布の２枚、３枚と重ね組み合わせによって、粒子捕集性能が向上して、簡易マスク用不織布としてより好ましい使用方法となる。
【００３５】
【表１】
【表２】
【表３】
【実施例１０〜１２】
公知のメルトブロー法で溶融紡糸して、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を得る。脂肪族ポリエステル樹脂（融点１２０℃、Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸の共重合体Ｄ／Ｌモル比１０／９０、ＭＦＲ値２８０ｇ／１０分）を押出機温度１９０℃で、メルトブローノズルから吐出し、近傍の高温加圧エアーで牽引して細化され、平均繊維径が１．７μｍ、２．３μｍ、３．５μｍの極細繊維ウエブを形成して、脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を得た。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度９０〜９５℃、圧力１００Ｎ／ｃｍ）して本発明の極細繊維不織布を得る。
実施例１０は、前記実施例１、３の不織布を上下にして、中間層に平均繊維径（繊度）１．７μｍ、目付け５ｇ／ｍ２ の脂肪族ポリエステル極細繊維不織布を重ねて３層構成の簡易マスク用不織布を得た。実施例１１は、前記実施例２，３の不織布を上下にし、中間層に２．３μｍ、１０ｇ／ｍ２ の極細繊維不織布を重ねて３層構成の簡易マスク用不織布を得た。実施例１２は、前記実施例５の不織布を上下にし、中間層に３．５μｍ、２０ｇ／ｍ２ の極細繊維不織布を重ねて３層構成の簡易マスク用不織布を得た。表−４に本発明の簡易マスク用不織布の特性を示した。
表−４の特性から、脂肪族ポリエステル長繊維不織布と脂肪族ポリエステル極細繊維不織布との組み合わせによって、通気性を損なうことなく、１０μｍのフィルター性能が９８％以上と大幅にフィルター性能が向上すると共に、極細繊維化により生分解性が大幅に促進されるため、本発明の目的とする簡易マスク用不織布おいて、より好ましい使用態様といえる。
【００３９】
【表４】
【実施例１３】
公知のスパンボンド法で溶融紡糸して、脂肪族ポリエステル長繊維不織布を得る。脂肪族ポリエステル樹脂（融点１４０℃、Ｄ−乳酸／Ｌ−乳酸の共重合体Ｄ／Ｌモル比８／９２、ＭＦＲ値２５ｇ／１０分）を押出機温度２１５℃で紡糸口金を用いフイラメントを紡出し、高速気流牽引装置のエアーサッカーで延伸（紡糸速度２５００ｍ／ｍｉｎ）、冷却、開繊後、コンベアベルト上に目付２５０ｇ／ｍ２ のウエブを形成させた。得られたウエブを一対の熱エンボスロールと平滑ロール間で部分熱圧着（温度６０〜７０℃、圧力５００Ｎ／ｃｍ）して本発明の長繊維不織布を得る。
次いで、得られた長繊維不織布を、温度１００℃のフエルトカレンダーで、熱処理を行ない熱収縮性を小さくして加熱金型で接触しても収縮せず伸長加工がし易くして、加熱プレス成形加工を行なった。
【００４１】
得られた長繊維不織布は、平均繊維径が２０μｍ、目付２５０ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度０．２０ｇ／ｃｍ３ 、通気性が３５ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、フィルター性能が８８％、タテ引張強度７５０Ｎ／５ｃｍ、ヨコ引張強度２６０Ｎ／５ｃｍ（タテ／ヨコ比が２．９）、１００℃加熱雰囲気のタテ１０％伸長応力が６８Ｎ／５ｃｍ、ヨコ１０％伸長応力が３８Ｎ／５ｃｍ、タテ破断伸度が８５％、ヨコ破断伸度が１１５％であった。
上記長繊維不織布を、温度１２０℃の加熱したアルミ製の凹凸金型で、マスク形状に熱プレス成形加工で、一体成形の簡易マスクを得た。
得られた一体成形の簡易マスクを装着したが、本発明の目的とする保形性、装着性、フィルター性能などが得られた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明により、生分解性を有する脂肪族ポリエステル長繊維不織布および、生分解性を促進し、フィルター性能を向上させる脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の組み合わせからなり、簡易マスクに利用しても、柔軟性を有し、装着時の息苦しさなどの不快感がなく、フィルター性能、強度、通気性などに優れ、且つ、土中に埋めて処理しても、微生物等で分解するなどのゴミ、廃棄の環境問題がなく、地球環境に優しい簡易マスク不織布及び簡易マスクが提供できた。
Claims (9)
- 平均繊維径が７〜４０μｍ、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２ 、平均みかけ密度が０．０５〜０．２５ｇ／ｃｍ３ 、部分熱圧着率が５〜４０％の脂肪族ポリエステル長繊維不織布を主体として構成されており、最大開孔径が１〜１５０μｍであり、通気性が１０〜４００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が１５％以上であることを特徴とする簡易マスク用不織布。
- 脂肪族ポリエステル長繊維不織布を２枚以上重ね、部分接合され、最大開孔径が１〜１００μｍであり、通気性が２０〜３００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が５０％以上であることを特徴とする請求項１記載の簡易マスク用不織布。
- 平均繊維径が１〜５μｍ、目付が３〜３０ｇ／ｍ２ の脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の少なくとも一方に前記脂肪族ポリエステル長繊維不織布を重ね、部分接合され、最大開孔径が１〜５０μｍであり、通気性が５０〜２００ｃｃ／ｃｍ２ ／ｓｅｃ、１０μｍのフィルター性能が８０％以上であることを特徴とする請求項１記載の簡易マスク用不織布。
- 脂肪族ポリエステル極細繊維不織布の含有量が５〜５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３記載の簡易マスク用不織布。
- 脂肪族ポリエステル長繊維不織布が１００℃の加熱温度下で、破断伸度が３０％以上であることを特徴とする請求項１記載の簡易マスク用不織布。
- 脂肪族ポリエステルが、Ｄ−乳酸重合体、Ｌ−乳酸重合体と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体、Ｄ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｌ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、または上記重合体から選ばれる二種以上のブレンド体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の簡易マスク用不織布。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の簡易マスク用不織布を用い、装着部材を取り付けてなることを特徴とする簡易マスク。
- 装着部材が前記脂肪族ポリエステル長繊維不織布であることを特徴とする請求項７記載の簡易マスク。
- 請求項１〜６のいずれかに記載の簡易マスク用不織布を用い、熱プレス成形で一体成形されていることを特徴とする簡易マスク。
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