JP2010534079A - 吸着フィルタ材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本願発明は、NBC防護衣料、特に下着又は肌着として皮膚に接して着用される衣料のための吸着フィルタ材料であって、該吸着フィルタ材料が多層構造を有し、該多層構造が、第1の布状シート材料、第2の布状シート材料及び前記第1の布状シート材料と第2の布状シート材料の間に配される吸着層によって構成され、該吸着層が、それぞれ独立した粒状、特に球状の活性炭に基づく吸着剤粒子を有し、化学及び/若しくは生物学兵器のような化学的及び/若しくは生物学的有毒物且つ有害物を吸着する吸着フィルタ材料において、前記第1の布状シート材料及び第2の布状シート材料が、少なくとも1方向、好ましくは2方向に弾力性を有するように構成されること、且つ/又は前記第1の布状シート材料及び第2の布状シート材料が、実質的に同一の弾性特性を有することにある。
【選択図】 図1
Description
・本願発明の吸着フィルタ材料の特別な構造、これらの層の間に位置する軽量吸着粒子、特に軽量であるが高い反応性を有するナノ又はミクロ多孔性活性炭粒子の層を有する一方向又は2方向弾力性ニット織物のサンドイッチ形状が、結果として本願発明の吸着フィルタ材料において高い弾力性又は可逆性の伸縮自在性を生じるものであり、生理学上の良好な着用性と同時に、化学的若しくは生物学的毒物、又は兵器薬剤に対する高い防護性を確保することができる。
・本願発明の吸着フィルタ材料は、第2の皮膚のように、人体に直接着用することができる防護衣服に加工することができる。高い弾力性は、本願発明の吸着フィルタ材料から得られる防護衣服が皮膚に直接に存在することから、防護衣服と皮膚の間の中間空間を実質的になくすことができ、肉体的活動が活発な時ですら、ベローズ効果を最小限にすることができるので、着心地性と防護性能の両方を改善することができる。
・本願発明の吸着フィルタ材料において気体透過性、特に空気透過性及び/若しくは水蒸気透過性が、着心地性をさらに向上させることができるので、発汗作用による汗を効果的に着用者から排出することができる。
・本願発明の吸着フィルタ材料は、物理的及び化学的に安定している特定の繊維を選択することによるのではなく、高い物理的及び化学的安定性を有する。
・特別な層構造は、それぞれの布状シート材料が同一の構造を有することができ、又はお互いに異なって構成されることができるので、それぞれの層は、それぞれに適合させ又は要求される性能に従って特別に加工されるものである。点状態で皮膚に近接する層又は対応する布状シート材料が、皮膚に優しく形成されるので、点状態で皮膚から遠い側の層又は対応する布状シート材料は、有害物質に関して付加的な防護機能を有するように仕上げられる。
・本願発明の吸着フィルタ材料は、改善された生理学的着用性を有する軽量で、特に空気透過性で、柔軟及び弾力性のある材料からなり、下着、特にNBC防護下着として使用され、皮膚に直接近接して着用可能である。それは、軽量で、柔軟且つ弾力性を有する設計に導き且つ減少された重量に導く特定の材料を選択することであり、これは生理学的着用性又は快適性において著しい改善を生じるものである。
弾力性繊維品種としてDOW XLA(登録商標)繊維と、さらなる繊維品種としてのコットン(CO)繊維に基づくニット織物形状の第1の布状シート材料を具備する吸着フィルタ材料が製造される。前記CO繊維と前記DOW XLA(登録商標)繊維の比率は、88/12である。前記第1の布状シート材料の基礎重量は、120g/m2である。前記第1の布状シート材料とナノ又はミクロ多孔性活性炭に基づく吸着層の間に使用される接着剤は、10g/m2の割合で使用されるコポリアミド接着剤である。前記ナノ又はミクロ多孔性カーボンは、120g/m2で使用される。吸着層と第2の布状シート材料の間に使用される接着剤は、35g/m2の割合で使用されるポルウレタン反応性熱溶融型接着剤である。使用される被覆(第2の布状シート材料)は、ポリアミド(PA)繊維及びDOW XLA(登録商標)繊維に基づくニット織物であり、120g/m2の基礎重量を有する。PA繊維とDOW XLA(登録商標)繊維との割合は、82/18である。吸着フィルタ材料の特性は、下記の表1に示される。
さらなる本願発明の吸着フィルタ材料が形成され、テストされる。この吸着フィルタ材料は、110g/m2の基礎重量で、88/12の割合でCO繊維とDOW XLA(登録商標)繊維からなるニット織物に基づくキャリヤ層(第1の布状シート材料)を有する。さらに、前記キャリヤ層は、銀含有組成物に基づく抗菌性の銀仕上げを有する。前記キャリヤ層と前記吸着層の間の接着に使用される接着剤は、35g/m2の割合で使用されるポリウレタン反応性接着剤である。前記吸着層は、120g/m2の割合で使用されるナノ又はミクロ多孔性活性炭からなる。コポリアミド接着剤が、吸着層と被覆(第2の布状シート材料)との間に10g/m2の割合で使用される。被覆(第2の布状シート材料)は、抗菌性銀コーティングを有する弾力性ニット織物であり、前記被覆は88/12の割合でCO繊維及びDOW XLA(登録商標)繊維を含むものである。この吸着フィルタ材料の特性は、下記する表2に示される。
比較用吸着フィルタ材料は、弾力性シート材料を使用しないで製造される。さらに、40%より低いミクロ孔隙率を有する活性炭が使用される。この材料の伸縮自在性は、本願の例と比較して明確に劣っており、さらに、曲げ剛性は、明らかに上昇する。最後に、破裂圧力は明らかに減少している。結果として、例3の材料は、可撓性又は弾力性で劣っており、機械的負荷の下でのより速く破裂し、活性炭は、伸縮負荷の下でより速く分離する。
吸着フィルタ材料は、例1と比較可能な構造で、弾力性繊維の代わりにポリウレタン繊維で形成される。例4の吸着フィルタ材料は、弾力性、曲げ剛性及び破裂圧力に関して本願発明の例より劣る値を有する。化学的安定性、特に化学兵器に関する安定性は、本願発明の吸着フィルタ材料の場合よりも明らかに悪い。下記するように、ポリウレタン繊維は、化学薬品の反応下、特に化学兵器の反応下において、分解又は損傷する。
a) 最初の一連のテストが、例1の本願発明の吸着フィルタ材料と比較物としての例3の吸着フィルタ材料について、ビス[2−クロロエチル]硫化物(マスタードガス、HD又はイエロークロスと同義語)に関するバリア効果に関して実行され、CRDEC−SP−84010、方法2.2に基づいて測定された。それについて、本願発明の吸着フィルタ材料について、24時間当たり2.5μg/cm2より少ない透過量のバリア効果を生じ、比較の例3では、24時間当たり約3.5μg/cm2と悪い値を有するものである。
b)さらに、別のテストにおいて、例1で示される本願発明の吸着フィルタ材料のバリア効果は、アメリカ特許出願公開公報第2003/0229936号に記載されるような吸着フィルタ材料からなる比較例と比較される。これについて、活性炭ニットが、アメリカ特許出願公開公報第2003/0229936号によれば、吸着層に使用される。製造された材料のバリア効果が、第1段階において測定される。最初のうちは、両材料とも、マスタードガスについて、CRDEC−SP−84010、方法2.2に基づくテストにおいて良好な防護又はバリア性能が認められた。例1に示す本願発明の吸着フィルタ材料は、24時間当たり2.5μg/cm2の透過量で示されるバリア効果を示し、活性炭ニットを有する比較例では、24時間当たり6.0μg/cm2の透過量を示した。その後、本願発明の例1に係る吸着フィルタ材料と、活性炭ニットを具備するアメリカ特許出願公開第2003/0229936号に係る吸着フィルタ材料とは、厳しい機械的ストレスを加えられる。これについて、両吸着フィルタ材料には、横方向及び縦方向の両方において、10Nの動作引張力を使用して繰り返し弾力的に引き延ばされる。その後、両材料は、60kPaの膨張圧力によって破裂圧力を測定する上述した方法において、10回膨張させられる。この後、両材料は、バリア効果が再テストされる。この結果、例1に示される本願発明の吸着フィルタ材料は、24時間当たり2.5μg/cm2より少なくない優れた値が計測されたが、活性炭ニットを有するアメリカ特許出願公開2003/0229936号に基づく比較例では、24時間当たり10μg/cm2より大きな値となり、明らかに悪くなった値が計測された。材料の目視検査は、活性炭ニットに明らかな損傷の印が見られた。
さらなる一連のテストにおいて、次亜塩素酸ナトリウムに対する安定性が、例1の本願発明について、ポリウレタン繊維を有する比較例4と比較してテストされた。これについて、対応する両吸着フィルタ材料が、pH10の次亜塩素酸ナトリウム2g/リットルを含む溶液にさらされる。両材料は、24時間50℃で溶液にさらされる。さらした後乾燥された両材料は、ISO13938−2に基づいて破裂圧力テストが実施される。例1に示される本願発明の材料について、約10%のみの破裂圧力の減少が測定され、例4の比較例では、60%以上の破裂圧力の明らかな減少が測定された。これについて、比較例4について材料の目視検査によって、繊維の衰退、特に繊維の崩壊が見られた。
Claims (33)
- NBC防護衣料、特に下着又は肌着として皮膚に接して着用される衣料のための吸着フィルタ材料であって、該吸着フィルタ材料が多層構造を有し、該多層構造が、第1の布状シート材料、第2の布状シート材料及び前記第1の布状シート材料と第2の布状シート材料の間に配される吸着層によって構成され、該吸着層が、それぞれ独立した粒状、特に球状の活性炭に基づく吸着剤粒子を有し、化学及び/若しくは生物学兵器のような化学的及び/若しくは生物学的有毒物且つ有害物を吸着する吸着フィルタ材料において、
前記第1の布状シート材料及び第2の布状シート材料が、少なくとも1方向、好ましくは2方向に弾力性を有するように構成されること、且つ/又は
前記第1の布状シート材料及び第2の布状シート材料が、実質的に同一の弾性特性を有することを特徴とする吸着フィルタ材料。 - 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料が、気体透過性、特に空気透過性、及び/若しくは水蒸気透過性を有するように構成されることを特徴とする請求項1記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料が、織物、メリヤス、レイドスクリム又は接着布、特に不織布として、好ましくはメリヤス生地として構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料が、70〜180g/m2、特に90〜130g/m2の基礎重量を有し、第1の布状シート材料及び第2の布状シート材料が、実質的に同一の基礎重量を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料が、少なくとも2つの異なる繊維品種の混合物からなり、前記第1の布状シート材料及び前記第2の布状シート材料が、少なくとも1つの弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種を具備することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、物理学的且つ/又は化学的安定性であり、特に前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、熱安定性且つ/又は化学的安定性且つ/又は紫外線及び/若しくはキセノン光に対する抵抗力であることを特徴とする請求項5記載の吸着フィルタ材料。
- 前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種が、ポリウレタン繊維と異なる繊維品種であること、且つ/又は、前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、弾力性を有する特に横方向に架橋されたポリオレフィン繊維であり、好ましくは弾力性を有する特に横方向に架橋されたポリエチレン又はポリプロピレン繊維であり、又は、弾力性を有するポリアミド繊維若しくは弾力性のあるポリエステル繊維であることを特徴とする請求項5又は6に記載の吸着フィルタ材料。
- 前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、ポリオレフィンベースのものであり、特に前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、エチレン−オレフィンコポリマーに基づく繊維であることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、低結晶性ポリオレフィン、特に低結晶性エチレン-オレフィンコポリマーに基づく繊維であり、低結晶性ポリオレフィン、特に低結晶性エチレン-オレフィンコポリマーは、晶子及び/若しくはネットワーク形成共有結合を有することを特徴とする請求項8記載の吸着フィルタ材料。
- ポリオレフィン、特にエチレン−オレフィンコポリマーは、ポリマーに基づいて、約20%の結晶度を有することを特徴とする請求項9記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料は、それぞれの布状シート材料に基づいて4重量%〜30重量%、特に7重量%〜25重量%、好ましくは8重量%〜20重量%の量の弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種を有することを特徴とする請求項5〜10のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料と共に、弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種は、少なくとも1つの繊維品種、特に織布を有し、可逆性伸縮自在繊維品種の混合物に存在するさらなる繊維品種は、天然繊維、好ましくはコットン繊維、及び/若しくは合成繊維、好ましくは、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アセテート、トリアセテート、ポリアクリル、ポリアミド、特に芳香族、好ましくは耐熱性ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリビニルエステル、メスアクリラート、及びその混合物、好ましくはポリアミドからなる群から選択される合成繊維を具備することを特徴とする請求項5〜11のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び第2の布状シート材料が、それぞれ異なる繊維品種、特に品種に基づく紡織繊維を具備すること、且つ/又は、前記第1の布状シート材料及び前記第2の布状シート材料が、弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種の品種及び/若しくは量に基づいた同一の弾力性及び/若しくは可逆性伸縮自在繊維品種を具備することを特徴とする請求項12記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着層の吸着剤粒子は、接着剤によって前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料に固定され、特に前記接着剤が、第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料に非連続的に及び/若しくは点状に塗布され、且つ/又は、特に前記接着剤が20〜40g/m2の塗布量で塗布され、特に前記接着剤は、多くて70%の範囲で、特に多くて60%の範囲で、好ましくは多くて50%の範囲で、より好ましくは多くて40%の範囲で、最も好ましくは多くて30%の範囲で、前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料を覆うことを特徴とする請求項5〜11のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第2の布状シート材料は、前記第1の布状シート材料及び/若しくは吸着層の吸着剤粒子にしっかりと接着されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着フィルタ材料は、気体透過性、特に空気透過性であり、気体又は空気透過率が、127Paの通気抵抗で、少なくとも40〜250リットル・m−2・s−1であり、少なくとも50リットル・m−2・s−1であり、好ましくは少なくとも80リットル・m−2・s−1であり、より好ましくは少なくとも100リットル・m−2・s−1であり、且つ/又は1000リットル・m−2・s−1までであることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着フィルタ材料は、少なくとも1方向、好ましくは縦方向及び横方向において、多くて800mg・cm、特に多くて600mg・cm、好ましくは多くて400mg・gの曲げ強さを有することを特徴とする請求項1〜16のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着フィルタ材料は、少なくとも100kPa、特に少なくとも130kPa、好ましくは少なくとも150kPa、より好ましくは少なくとも170kPaの破裂圧力を有することを特徴とする請求項1〜17のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着フィルタ材料は、20Nの力で、吸着フィルタ材料に基づいて、少なくとも10%、特に少なくとも15%、好ましくは少なくとも20%、より好ましくは少なくとも25%、さらに好ましくは少なくとも30%、最も好ましくは少なくとも35%の少なくとも1方向、好ましくは縦方向及び横方向における弾性強さを有することを特徴とする請求項1〜18のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着フィルタ材料は、1.0mmより大きく、少なくとも1.05mmであり、好ましくは少なくとも1.1mmである全厚を有すること、且つ/又は、前記吸着フィルタ材料は、1.5mmまでの全厚を有することを特徴とする請求項1〜19のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料、好ましくは第1の布状シート材料は、静菌剤及び/若しくは静菌性組成物、特に銀含有組成物及び/若しくは銀でコーティング又は漬浸され、前記組成物の量が、それぞれの布状シート材料の基づく重量比で、0.0001〜10重量%、特に0.001〜5重量%、好ましくは0.01〜1重量%であることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料、好ましくは第1の布状シート材料が、親水性処理され及び/若しくは水吸収性処理されること、且つ/又は、前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料、好ましくは第2の布状シート材料が、防炎化処理されること、且つ/又は、前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料、好ましくは第2の布状シート材料が、帯電防止処理されること、且つ/又は、前記第1の布状シート材料及び/若しくは第2の布状シート材料、好ましくは第2の布状シート材料が、赤外線反射特性を有するように処理されることを特徴とする請求項1〜21のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着層、特に吸着剤粒子は、独立した活性炭粒子、好ましくは粒状活性炭又は球状活性炭からなることを特徴とする請求項1〜22のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着剤粒子、特に活性炭粒子のメジアン径は、0.01〜2mm、好ましくは0.05〜1mm、より好ましくは0.1〜0.5mmの範囲内であることを特徴とする請求項1〜23のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記吸着剤粒子、特に活性炭粒子は、40〜250g/m2、特に50〜180g/m2、好ましくは55〜130g/m2の量で使用されることを特徴とする請求項1〜24のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記活性炭が、該活性炭の総孔量に基づく大きなミクロ細孔量比率を有する活性炭であること、且つ/又は、前記活性炭が、該活性炭の総孔量に基づいて、少なくとも60%、特に少なくとも65%、好ましくは少なくとも70%のミクロ細孔量比率を有することを特徴とする請求項1〜25のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記活性炭が、総孔量に基づいて少なくとも60%、特に少なくとも65%、好ましくは少なくとも70%の25オングストローム以下、好ましくは20オングストローム以下の孔径を有する細孔から形成されるミクロ細孔量比率を有する活性炭であることを特徴とする請求項1〜26のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記活性炭が、少なくとも0.40cm3/g、特に少なくとも0.45cm3/g、好ましくは少なくとも0.50cm3/gのカーボンブラック法によるミクロ細孔量、特に25オングストローム以下、好ましくは20オングストローム以下の孔径を有する細孔から構成されるミクロ細孔量を有する活性炭であることを特徴とする請求項1〜27のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記活性炭が、該活性炭の所定の全表面積に基づいて、少なくとも70%、特に少なくとも75%、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも85%の25オングストローム以下、好ましくは20オングストローム以下の孔径を有する細孔から形成される所定のミクロ細孔表面積比率を有する活性炭であることを特徴とする請求項1〜28のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記活性炭が、カーボンブラック法によるミクロ細孔表面積、特に少なくとも400m2/g、特に少なくとも800m2/g、好ましくは少なくとも1000m2/g、より好ましくは1200m2/gの25オングストローム以下、好ましくは20オングストローム以下の孔径を有する細孔から形成されたミクロ細孔表面積を有する活性炭であることを特徴とする請求項1〜29のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 前記活性炭は、多くて35オングストローム、好ましくは多くて30オングストローム、より好ましくは25オングストロームの平均孔径を有する活性炭であることを特徴とする請求項1〜30のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料。
- 請求項1〜31のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料を具備し、及び/若しくは請求項1〜31のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料から製造される下着又は肌着として、皮膚に接して着用されるNBC防護衣服である衣料品。
- 下着又は肌着として皮膚に接して着用されるNBC防護衣服である衣料品の製造において、請求項1〜31のいずれか1つに記載の吸着フィルタ材料を使用すること。
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